この新しいプレキシガラスコーティングは空気中のウイルスの飛沫を捕らえることができる

私たちの多くがよく知っているように、口から噴出する空気中の粒子の形をしたエアロゾルは、感染性微生物を運ぶのに非常に優れています。COVID-19のおかげで、地球は現在、ウイルスのエアロゾルの飛行経路を阻止するためのマスクとプレキシガラスの障壁の世界になっています。しかし、たとえ私たちの安全を守っているとしても、これらの単純な仕切りでは空気中のエアロゾルを除去することはできません。

近い将来、新しい素材が状況を変える可能性があります。たとえば、空気中の浮遊ウイルスの飛沫を吸い取ることができる表面コーティングを考えてみましょう。ノースウェスタン大学の研究者は、まさにそれを実現すると考えられる物質を作り上げました。この物質はペイントのような形で、表面に広げたりスプレーしたりできる透明なコーティングです。理論的には、バリアやフェイスシールドから壁やテーブル、さらには衣服やカーテンまで、あらゆるものに使用できます。

昨年初め、パンデミックが深刻化し、全国の研究室が外出禁止令を受けて閉鎖され始めたとき、ノースウェスタン大学の研究グループは、口から出る飛沫をより多く遮断できる生地を開発し、より良いマスクを作ろうと懸命に取り組んでいた。

「作業の途中で、液滴は単にブロックされるだけでなく、衝突して表面にくっついたときにも除去できることに気付きました」と、このコーティングを開発したグループの一員であるノースウェスタン大学の材料科学者、ジアシン・ファン氏は言う。

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そこで研究者たちは、ウイルスの飛沫が衝突すると何が起こるのかを詳しく調べました。表面との衝突によりウイルスの飛沫は変形し、表面に押し付けられたパンケーキのような形になることがわかりました。研究者たちは、パンケーキの形で飛沫を「キャッチ」できれば、それをくっつけたままにできると考えました。そこで、その目的を達成できる素材の作成に着手しました。

彼らが発見した物質は、高分子電解質と呼ばれる分子の一種に依存しています。難解に聞こえるかもしれませんが、実は高分子電解質は私たちの身の回りにたくさんあります。ペクチンやアルギンなどの高分子電解質は、石鹸、シャンプー、化粧品の安定剤や増粘剤としてよく使用されています。それが、黄氏のグループが高分子電解質に興味を持った理由の 1 つです。「成分はすべてパーソナルケア製品に使用されているものに基づいているため、安価で広く入手可能です」と黄氏は言います。

実験では、ポリ電解質コーティングを施したプレキシガラスの表面は、コーティングを施していないものに比べて、空気中に残した液滴の約80パーセントを除去したことが判明した。研究者らは今月初め、この研究結果をChem誌に発表した。

重要なのは、このようなコーティングが家庭や病棟の表面に施さ​​れたとしても、万能の解決策にはならないということだ。「このような吸収性表面はリスクをいくらか軽減するかもしれないが、必ずしもすべてのリスクを排除できるわけではない」と、この論文には関わっていないヴァンダービルト大学医療センターの病理学、微生物学、免疫学の教授、ジェームズ・ニコルズ氏は言う。

この物質でコーティングされた表面は、空気中のエアロゾルを防ぐのに確かに役立ちますが、ウイルスのエアロゾルが伝染する唯一の方法ではありません。また、すべての微生物から保護できるわけでもありません。「微生物やMRSAなどの感染性因子、または本来ウイルスではないがリスクをもたらす他の因子が存在する可能性があります」とニコルズ氏は言います。

それでも、マスクやワクチンとともに、この素​​材は、すぐにはなくなることのない空気感染ウイルス感染症と闘うためのもう一つの有用なツールとなる可能性がある。

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黄氏は、この素材の次のステップは、実際の人間の呼吸器飛沫で承認されたテストを実施することだと語る。研究者たちは、この素材が飛沫全般に効果があることはわかっているが、適切な感染環境でどのように機能するかについてはまだよくわかっていない。これは、この素材が現実世界に導入される前にやらなければならないことだ。

「私たちが知る限り、コーティング剤を使って微細なエアロゾル液滴を除去するというのは新しいアイデアのようです」と黄氏は言う。

注: この記事の以前のバージョンでは、Huang 氏と彼のチームが研究を発表したジャーナル名が誤って記載されていました。以前記載されていた Cellではなく、 Chem ジャーナルに掲載されました。この誤りをお詫び申し上げます。