Νέα τεχνολογία λέιζερ δημιουργεί υφή σε μεταλλικές επιφάνειες για να μιμηθεί τις αντιμικροβιακές ιδιότητες του δέρματος του καρχαρία.
Οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας κρέατος αντιμετωπίζουν διαρκώς το πρόβλημα της διατήρησης των επιφανειών καθαρών. Τα βακτήρια που προέρχονται από το κρέας μπορούν να προσκολληθούν στους σταθμούς εργασίας, να πολλαπλασιαστούν και να σχηματίσουν βιοϋμένια, επίμονες, αόρατες συστάδες που αντιστέκονται ακόμη και στις πιο αυστηρές διαδικασίες απολύμανσης.
Μια ομάδα ερευνητών στη Νέα Ζηλανδία ενδέχεται να έχει βρει μια καινοτόμο λύση, αντλώντας έμπνευση από τη φύση. Επιστήμονες από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Hopkirk, το Επιστημονικό και Ερευνητικό Κέντρο Ασφάλειας Τροφίμων της Νέας Ζηλανδίας και την Ομάδα Εφαρμοσμένων Τεχνολογιών ανέπτυξαν μια τεχνολογία λέιζερ που δημιουργεί ειδικές υφές στις μεταλλικές επιφάνειες, μιμούμενες τις φυσικές αντιμικροβιακές ιδιότητες του δέρματος του καρχαρία.
Τα ευρήματα τους, που δημοσιεύθηκαν στο Journal of Laser Applications, δείχνουν ότι αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να μειώσει δραστικά τη βακτηριακή μόλυνση χωρίς τη χρήση χημικών ουσιών, προσφέροντας έναν νέο, αποτελεσματικό τρόπο πρόληψης.
Οι σημερινές αντιμικροβιακές στρατηγικές στην επεξεργασία κρέατος έχουν σοβαρούς περιορισμούς. Ακόμα και τα ισχυρότερα απολυμαντικά δυσκολεύονται να εξαλείψουν τα ανθεκτικά βιοφίλμ και τα βακτηριακά σπόρια.
«Οι παρεμβάσεις που χρησιμοποιούνται σήμερα έχουν περιορισμένη ικανότητα να καταστρέφουν καλά εδραιωμένα βακτηριακά βιοφίλμ και σπόρια, με αποτέλεσμα η πλήρης απολύμανση να είναι σπάνια», εξηγεί ο Sebastiampillai Raymond, ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης.
Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια τεχνική χάραξης επιφανειών με λέιζερ, δημιουργώντας μικροσκοπικά μοτίβα στον ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτές οι νανοκλίμακας τροποποιήσεις καθιστούν τις επιφάνειες λιγότερο φιλικές προς τα βακτήρια, αποτρέποντας την προσκόλλησή τους και περιορίζοντας την ανάπτυξή τους. Παράλληλα, βελτιώνουν τις υδατοαπωθητικές ιδιότητες του μετάλλου, μειώνοντας ακόμη περισσότερο τον κίνδυνο μόλυνσης.
Η τεχνολογία αυτή είναι εμπνευσμένη από τη φύση. «Οι επιφάνειες με ειδική υφή παρεμποδίζουν φυσικά την προσκόλληση και τον πολλαπλασιασμό των βακτηρίων», αναφέρει ο Raymond.
Οι ερευνητές μιμήθηκαν τις μικροσκοπικές δομές που υπάρχουν στα φτερά των τζιτζικιών και στο δέρμα των καρχαριών, οι οποίες έχουν αποδεδειγμένα φυσικές αντιμικροβιακές ιδιότητες. Επιπλέον, η υφή των επιφανειών μπορεί να προσαρμοστεί ανάλογα με το είδος των βακτηρίων που πρέπει να αντιμετωπιστούν, καθιστώντας ακόμη δυσκολότερη την επιβίωσή τους.
Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας είναι η δυνατότητα εφαρμογής της χωρίς χημικές ουσίες. Αντίθετα με τις παραδοσιακές αντιμικροβιακές επιστρώσεις, που εισάγουν πρόσθετα υλικά και απαιτούν αυστηρές ρυθμιστικές εγκρίσεις, αυτή η τεχνική βασίζεται αποκλειστικά στη φυσική διαμόρφωση της επιφάνειας.
«Η χάραξη με λέιζερ δεν προσθέτει ξένες ουσίες ούτε απαιτεί τη χρήση χημικών διαβρωτικών ή επικίνδυνων υλικών», σημειώνει ο Raymond. «Αυτό θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά τα εμπόδια στην εφαρμογή της τεχνολογίας και να εξαλείψει τον κίνδυνο χημικής μόλυνσης».
Οι ερευνητές εξετάζουν πλέον τη χρήση μηχανικής μάθησης για τη βελτιστοποίηση και αυτοματοποίηση της διαδικασίας, γεγονός που θα μπορούσε να καταστήσει την τεχνολογία αυτή ακόμη πιο προσιτή και αποτελεσματική.
