Ερευνητές του RMIT University δημιούργησαν λεπτό πλαστικό φιλμ που καταστρέφει μηχανικά τους ιούς χωρίς χημικά
Φανταστείτε τους ιμάντες μεταφοράς κρέατος, τους πάγκους κοπής, τις επιφάνειες συσκευασίας ή ακόμα και τις πλαστικές μεμβράνες των τροφίμων στο σούπερ μάρκετ να σκοτώνουν τους ιούς αυτόματα, χωρίς χημικά, χωρίς ψεκαστά απολυμαντικά και χωρίς κίνδυνο χημικής μόλυνσης των τροφίμων. Αυτό ακριβώς υπόσχεται μια νέα ανακάλυψη που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Science από ερευνητές του αυστραλιανού RMIT University. Πρόκειται για ένα λεπτό πλαστικό φιλμ από ακρυλικό που καλύπτεται με εκατομμύρια μικροσκοπικές δομές, τους λεγόμενους νανοπυλώνες, οι οποίοι καταστρέφουν τους ιούς με καθαρά μηχανικό τρόπο, τεντώνοντάς τους κυριολεκτικά μέχρι να σπάσουν.
Οι νανοπυλώνες είναι τόσο μικροί που το μάτι δεν μπορεί να τους δει, αλλά αρκετά ισχυροί ώστε να αρπάξουν τον εξωτερικό φάκελο ενός ιού και να τον τεντώσουν μέχρι να σπάσει. Αντί για χημικές ουσίες που «δηλητηριάζουν» τον ιό, η μεμβράνη χρησιμοποιεί καθαρά φυσική δύναμη. Σε εργαστηριακές δοκιμές με τον ανθρώπινο παραϊνφλουέντζα ιό τύπου 3 (hPIV-3), που προκαλεί βρογχιολίτιδα και πνευμονία, το 94% των ιικών σωματιδίων καταστράφηκε ή απενεργοποιήθηκε μέσα σε μία μόνο ώρα επαφής.
Κρίσιμο εύρημα της έρευνας είναι ότι αυτό που μετράει δεν είναι το ύψος των νανοπυλώνων αλλά η απόσταση μεταξύ τους. Όταν οι νανοπυλώνες απέχουν περίπου 60 νανόμετρα μεταξύ τους, η αντιιική δράση είναι μέγιστη, καθώς πολλοί νανοπυλώνες πιέζουν ταυτόχρονα τον ίδιο ιό. Στα 100 νανόμετρα η δράση μειώνεται, και στα 200 νανόμετρα σχεδόν εξαφανίζεται.
Γιατί είναι σημαντικό για τη βιομηχανία τροφίμων
Η βιομηχανία τροφίμων αντιμετωπίζει την πρόκληση πώς να απολυμαίνει τις επιφάνειες παραγωγής χωρίς να μολύνει τα ίδια τα τρόφιμα με χημικές ουσίες. Τα συμβατικά απολυμαντικά με άργυρο, χαλκό ή χλώριο φέρουν κίνδυνο μετάβασης στο τρόφιμο, ενώ τα ψεκαστά απολυμαντικά «ξεπλένονται» με τον καιρό και χάνουν την αποτελεσματικότητά τους. Η νέα μεμβράνη λύνει και τα δύο αυτά προβλήματα. Η δράση της είναι καθαρά μηχανική, άρα δεν υπάρχει κίνδυνος χημικής επιμόλυνσης των τροφίμων. Και επειδή οι νανοπυλώνες είναι μέρος της ίδιας της δομής του πλαστικού, η δράση τους δεν ξεπλένεται με τα καθαριστικά.
Οι δυνατότητες εφαρμογής είναι πολλαπλές. Οι ιμάντες μεταφοράς νωπών τροφίμων, κρέατος και πουλερικών είναι κλασικές εστίες μόλυνσης, καθώς έρχονται σε επαφή με δεκάδες διαφορετικά προϊόντα. Μια επίστρωση με αυτό το υλικό θα μπορούσε να μειώσει δραματικά το ιικό φορτίο κατά τη διαδικασία επεξεργασίας. Οι πάγκοι κοπής και συσκευασίας θα μπορούσαν να αποτρέπουν τη διασταυρούμενη μόλυνση από το ένα προϊόν στο άλλο. Ακόμα πιο ενδιαφέρουσα είναι η δυνατότητα χρήσης του υλικού στις συσκευασίες τροφίμων, με την εσωτερική ή εξωτερική πλευρά της πλαστικής μεμβράνης να προστατεύει το περιεχόμενο κατά τη μεταφορά και την έκθεση στα ράφια.
Πέρα από τους ιούς του αναπνευστικού, η τεχνολογία θα μπορούσε να προσαρμοστεί και για ιούς που προκαλούν γαστρεντερίτιδες, όπως οι Noroviruses, οι οποίοι αποτελούν σοβαρή απειλή για τη βιομηχανία τροφίμων.
Παρά τις εντυπωσιακές δυνατότητες, υπάρχουν δύο σημαντικά εμπόδια για την εφαρμογή στη βιομηχανία τροφίμων. Το πρώτο είναι το biofouling, όπου στη βιομηχανία τροφίμων, οι επιφάνειες καλύπτονται συχνά από λίπη και πρωτεΐνες που μπορεί να «θάβουν» τους νανοπυλώνες, εμποδίζοντας την επαφή τους με τους ιούς. Αυτό σημαίνει ότι ο τακτικός καθαρισμός θα παραμένει απαραίτητος, παρόλο που η μεμβράνη δεν χάνει τη δομή της από τα καθαριστικά. Το δεύτερο εμπόδιο είναι η έγκριση από τις ρυθμιστικές αρχές, όπως η EFSA στην Ευρώπη και ο FDA στις ΗΠΑ. Κάθε νέο υλικό που έρχεται σε επαφή με τρόφιμα πρέπει να αποδείξει ότι μικροσκοπικά τμήματα πλαστικού δεν αποκολλώνται και δεν εισχωρούν στην τροφή.
Η ομάδα του RMIT University σχεδιάζει να δοκιμάσει τη μεμβράνη σε μικρότερους και πιο ανθεκτικούς ιούς χωρίς εξωτερικό φάκελο, καθώς και σε καμπύλες επιφάνειες, όπου η απόσταση μεταξύ των νανοπυλώνων μπορεί να αλλάζει. Σημαντικό πλεονέκτημα για τη μελλοντική βιομηχανική εφαρμογή είναι ότι το υλικό μπορεί να παραχθεί με τη λεγόμενη κατασκευή από ρολό σε ρολό (roll-to-roll manufacturing), δηλαδή με υπάρχον εργοστασιακό εξοπλισμό και σε μεγάλη κλίμακα, κάτι που θα το έκανε προσιτό οικονομικά για τη βιομηχανία τροφίμων.
