Томский государственный университет и Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН представили инновационную технологию обработки материала наночастицами, уничтожающими бактерии и вирусы.
Сегодня мы попробуем найти ответы на вопросы «Как и почему это работает?» и «Кому это может быть нужно?»
В период пандемии защитные маски стали одним из самых популярных товаров массового спроса. В СМИ и интернете эффективность масок обсуждается и неоднозначно оценивается врачами, химиками и самими потребителями. Все сходятся в одном: если рядом с нами чихает или кашляет больной человек, лучше быть в маске, чтобы его выделения не попали нам на лицо. А вот сможет ли коварный вирус «проползти» через ткань – вопрос открытый. Хотя химики дают на него однозначный ответ: сможет, если мы говорим об обычных одноразовых масках.
Дело в том, что размеры вируса гораздо меньше, чем поры у материала, из которого изготавливаются такие маски. Реальный барьер могут обеспечить, например, противогаз или классический противочумный костюм. Решить проблему создания доступной для массового потребителя маски пытаются многие, особенно сегодня, в период эпидемии. О таком проекте, например, громко заявили наши израильские коллеги в проекте MedCu. Однако в представленных в мире вариантах масок речь идёт об использовании материалов с частицами относительно крупного размера с серебром или простыми оксидами меди и цинка.
Разработка ТГУ и ИФПМ представляет собой порошок, в котором многокомпонентные наночастицы состоят из нескольких биоцидных материалов, усиливающих действие друг друга.
Многокомпонентные наночастицы примерно в пять раз эффективнее, чем простые оксиды. Соответственно, их нужно в пять раз меньше, что очень важно: то, что убивает вирус, к сожалению, в той или иной степени вредит и человеку! Любые противовирусные лекарства и материалы имеют определенный уровень токсичности. Скажем, активно разрабатывается технология производства масок с использованием серебра. Но концентрация серебра, в которой оно убивает вирус, опасна для людей. В нашем случае многокомпонентные наночастицы существенно снизят токсичность материала из-за своего небольшого количества и относительно низкой токсичности для организма человека.
Наноразмер и синергетический эффект воздействия многокомпонентных наночастиц, разрушающих оболочку и РНК вируса, обеспечивают более высокие защитные свойства маски. Наночастицы наносятся на дополнительный слой из нетканого полимерного материала.
Таким образом можно модифицировать не только маски, но и любой материал, из которого шьются медицинские халаты, больничное постельное бельё и другие необходимые вещи. Порошок с наночастицами можно добавлять и при изготовлении любых поверхностей: подоконников, плинтусов и больничной мебели.
Для того, чтобы новая разработка вошла в нашу жизнь и начала приносить пользу, необходимо наладить производство на трёх уровнях. Это выпуск самого порошка, создание полимера с ним и применение этого полимера в изготовлении конечного продукта – масок и прочего. 
ТГУ и ИФПМ уже сегодня готовы выпускать около 2 тонн порошка в год. Это примерно 33 тонны материала для огромного количества масок.
Вводом частиц в полимеры занимается Инжиниринговый химико-технологический центр (ИХТЦ), в котором на днях были выпущены очередные образцы материала.
Следующий шаг - поиск промышленных партнёров, готовых с помощью инновационного материала модифицировать свою продукцию. Уже получен положительный ответ на предложение о сотрудничестве от «Росхимзащиты», одного из ведущих производителей защитных средств в стране.
Редакция блога благодарит за сотрудничество при подготовке материала:
советника ректора ТГУ, доктора медицинских наук Алексея Эдуардовича Сазонова,
заведующего лабораторией «Физикохимии высокодисперсных материалов» ИФПМ, профессора Марата Израилевича Лернера,
директора ИХТЦ, доктора химических наук Алексея Сергеевича Князева