Εμπνευσμένοι από την ιδιότητα των φτερών ορισμένων εντόμων να σκοτώνουν βακτήρια, όπως τα γνωστά μας τζιτζίκια, επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια φυσική αντιβακτηριακή επίστρωση για χρήση σε συσκευασίες τροφίμων για τη βελτίωση της διάρκειας ζωής και τη μείωση των αποβλήτων.
Αυτό το εργαστηριακό υλικό σκοτώνει έως και το 70% των βακτηρίων και διατηρεί την αποτελεσματικότητά του όταν μεταφέρεται σε πλαστικό, σύμφωνα με την έρευνα που δημοσιεύθηκε στο ACS Applied Nano Materials.
Περισσότερο από το 30% των τροφίμων που παράγονται για ανθρώπινη κατανάλωση γίνονται απόβλητα, με ολόκληρα φορτία να απορρίπτονται εάν ανιχνευθεί βακτηριακή ανάπτυξη, όπως αναφέρει η έρευνα. Οι δημιουργοί της νέας συσκευασίας ελπίζουν να μειώσουν σημαντικά τα απόβλητα, ιδίως στις εξαγωγές κρέατος και γαλακτοκομικών προϊόντων, καθώς και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής και να βελτιώσουν την ποιότητα, την ασφάλεια και την ακεραιότητα των συσκευασμένων τροφίμων σε βιομηχανική κλίμακα.
«Η εξάλειψη της βακτηριακής μόλυνσης είναι ένα τεράστιο βήμα για την παράταση της διάρκειας ζωής των τροφίμων», δήλωσε στο New Food η καθηγήτρια του Βασιλικού Πανεπιστημίου Τεχνολογίας της Μελβούρνης (RMIT), Elena Ivanova. “Γνωρίζαμε ότι τα φτερά από τα τζιτζίκια και τις λιβελούλες ήταν εξαιρετικά αποτελεσματικοί δολοφόνοι βακτηρίων και θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην έμπνευση μιας λύσης, αλλά η αναπαραγωγή της φύσης είναι πάντα μια πρόκληση. Τώρα δημιουργήσαμε ένα νανοϋλικό που μιμείται την καταστροφική για τα βακτήρια επίδραση των φτερών εντόμων και διατηρεί την αντιβακτηριακή του δύναμη όταν τυπώνεται σε πλαστικό.»
Η έρευνα – μια συνεργασία μεταξύ του RMIT, του Μητροπολιτικού Πανεπιστημίου του Τόκιο και του Ινστιτούτου KAITEKI της Mitsubishi Chemical – υπογράμμισε ότι τα φτερά από τη λιβελούλα και τα τζιτζίκια καλύπτονται από μια τεράστια ποικιλία νανοπυλώνων. Αυτές οι αμβλυθείσες αιχμές είναι παρόμοιες σε μέγεθος με τα κύτταρα βακτηρίων και όταν τα βακτήρια εγκαθίστανται σε ένα φτερό, το μοτίβο των νανοπυλώνων διαλύει τα κύτταρα, διαρρηγνύοντας τις μεμβράνες τους και σκοτώνοντάς τα.
“Είναι σαν να τεντώνεις ένα γάντι από λάτεξ”, δήλωσε η κ. Ιβάνοβα. “Καθώς τεντώνεται αργά, το πιο αδύναμο σημείο στο λατέξ θα γίνει λεπτότερο και τελικά θα σχίσει.”
Η ομάδα των ερευνητών ανέπτυξε το νανοϋλικό τους αναπαράγοντας τους νανοπυλώνες των εντόμων και αναπτύσσοντας δικά τους νανομοτίβα.
Για την αξιολόγηση της αντιβακτηριακής ικανότητας του μοτίβου, τα κύτταρα των βακτηρίων παρακολουθούνταν στη Μονάδα Μικροσκοπίας και Μικροανάλυσης του RMIT. Τα καλύτερα αντιβακτηριακά μοτίβα δημιουργήθηκαν μαζί με την ομάδα της Ιαπωνίας, η οποία ανέπτυξε έναν τρόπο αναπαραγωγής των μοτίβων στο πλαστικό πολυμερές.
Πίσω στην Αυστραλία, η ομάδα της Ιβάνοβα δοκίμασε τα πλαστικά νανομοτίβα και ξεχώρισε αυτό που αναπαράγει καλύτερα την μοναδική λειτουργία των φτερών εντόμων, ενώ παράλληλα είναι ευκολότερο να κατασκευαστεί σε μεγαλύτερη κλίμακα.
Από τότε που η Ιβάνοβα και οι συνεργάτες της ανακάλυψαν τη φυσική αντιμικροβιακή ικανότητα των φτερών των εντόμων – σχεδόν πριν από μια δεκαετία – εργάζονται για να σχεδιάσουν το βέλτιστη νανομοτίβο, ώστε να αξιοποιήσουν τις δυνάμεις θανάτωσης βακτηρίων από τα έντομα και να το χρησιμοποιήσουν σε μια σειρά υλικών.
Οι ερευνητές δήλωσαν ότι, μέχρι πρόσφατα, ήταν δύσκολο να βρεθεί η κατάλληλη τεχνολογία για την αναπαραγωγή αυτής της νανοϋφής σε κλίμακα κατάλληλη για κατασκευή. Ωστόσο, πλέον υπάρχει η τεχνολογία που επιτρέπει την κλιμάκωση και την εφαρμογή αντιβακτηριδιακών ιδιοτήτων στη συσκευασία, μεταξύ μιας σειράς άλλων πιθανών εφαρμογών, όπως ο εξοπλισμός ατομικής προστασίας, σύμφωνα με την ομάδα.
Η νέα τους έρευνα βασίζεται σε μια μελέτη του 2020 σχετικά με τη χρήση νανοϋλικών εμπνευσμένων από έντομα για την καταπολέμηση των βακτηρίων κατά την επαφή.
Η ομάδα είναι πρόθυμη να συνεργαστεί με πιθανούς συνεταίρους στο επόμενο στάδιο της έρευνας – δηλαδή, την αναβάθμιση της τεχνολογίας και τον καθορισμό των καλύτερων τρόπων μαζικής κατασκευής της αντιβακτηριακής συσκευασίας.
Ακολουθήστε το Cibum 
