В прошлом году, команда во главе с Еленой Ивановой из Технологического университета Суинбёрна в Мельбурне обнаружила, что крылья цикад являются мощными убийцами бактерий вида Pseudomonas aeruginsoa, которая способна заражать людей и становится всё более устойчивой к антибиотикам.
Присмотревшись, они обнаружили, что ответ лежит не в каких-либо биохимических свойствах, а в регулярно расположенных «наностолбиках», на которых бактерии буквально разрезались на куски, попав на их поверхность.
В дальнейшем, учёные изучили передние крылья красной австралийской стрекозы, обладающие сходными бактерицидными свойствами. Их поверхность также была покрыта наностолбиками, и была похожа на покрытие из синтетического материала.
Этим материалом оказался случайно открытый в 1990-х гг. «чёрный кремний» — наноматериал, состоящий из кремниевых цилиндриков, перспективное покрытие при изготовлении сверхэффективных солнечных батарей.
Крылья стрекозы и чёрный кремний были тщательно исследованы в лаборатории, и оба показали сильнейшее бактерицидное действие.
Гладкие на ощупь поверхности уничтожали две категории бактерий, называемых грамотрицательными и грамположительными, а также защитную оболочку спор микробов.
Мишенями в исследовании стали синегнойная палочка, пресловутый золотистый стафилококк и ультра-жёсткая спора сенной палочки, которая является «кузиной» сибирской язвы. Поверхности уничтожали 450 000 бактериальных клеток на квадратный сантиметр в минуту в течение первых трёх часов после контакта.
Это в 810 раз больше минимальной дозы, необходимой, чтобы заразить человека золотистым стафилококком, и колоссальные 77400 раз больше, чтобы заразить синегнойной палочкой.
«Если стоимость производства делает чёрный кремний слишком дорогим, есть много других вариантов для изготовления наноповерхностей с бактерицидными свойствами. Синтетические антибактериальные наноматериалы, которые проявляют подобную эффективность … могут быть легко изготовлены в больших масштабах», пишут учёные.