Pense na quantidade de superfícies em que toca todos os dias - desde a bancada da cozinha ao corrimão no autocarro ou no comboio, passando pela secretária no trabalho e pelo ecrã do telemóvel.
Uma variedade de vírus desagradáveis e outros microrganismos pode espalhar-se com facilidade através dessas superfícies.
O percurso mais comum de infecção acontece quando tocamos numa superfície contaminada e, de seguida, levamos a mão aos olhos, ao nariz ou à boca.
Claro que é possível higienizar superfícies com produtos químicos. No entanto, esses produtos podem perder eficácia com o tempo, prejudicar o ambiente ou contribuir para a resistência antimicrobiana - situação em que os microrganismos deixam de responder a medicamentos devido à exposição repetida.
No nosso novo estudo, publicado na Advanced Science, eu e os meus colegas desenvolvemos uma superfície plástica muito fina com pequenas estruturas à nanoescala, com dimensões na ordem dos bilionésimos de metro. Estas estruturas imitam a superfície nanotexturada das asas de insectos e conseguem romper fisicamente vírus - em particular o vírus parainfluenza humano tipo 3 (hPIV-3).
Este novo material abre uma via económica e escalável para tornar superfícies como telemóveis e equipamento hospitalar muito menos propensas a disseminar doença.
Como travamos hoje a transmissão por superfícies - e porque nem sempre chega
De forma geral, as abordagens actuais para reduzir a propagação de vírus através de superfícies assentam em duas etapas: limpeza para remover sujidade e desinfecção para eliminar contaminantes menos visíveis.
Para funcionar, um desinfectante precisa de se manter húmido durante algum tempo, de modo a conseguir destruir os microrganismos. Em muitos contextos reais, isto pode ser difícil de garantir.
Além disso, basta outra pessoa voltar a tocar na superfície para ocorrer recontaminação rapidamente. E a desinfecção recorre frequentemente a químicos agressivos, capazes de danificar equipamentos e de causar impacto ambiental.
Já existem modificações antivíricas de superfícies desenvolvidas por cientistas. Em muitos casos, essas estratégias passam por integrar materiais como o grafeno, o ácido tânico e outros agentes naturais em equipamento de protecção individual, como máscaras, luvas, óculos de protecção, capacetes de segurança e respiradores.
Estes revestimentos podem ser eficazes. Ainda assim, podem representar um risco para a saúde humana. Também podem criar perigos ambientais devido à lixiviação de químicos e podem perder eficácia ao longo do tempo, à medida que a potência dos ingredientes activos diminui.
O que a natureza sugere: asas que não só se limpam, como matam microrganismos
O nosso caminho até uma superfície capaz de rebentar vírus começou há mais de uma década.
No início, a meta era criar um material tão liso que os microrganismos simplesmente escorregassem. O resultado surpreendeu-nos: as bactérias aderem com bastante facilidade a superfícies que são lisas à escala nanoscópica.
A natureza, porém, oferece exemplos de superfícies praticamente livres de bactérias. Veja-se as asas repelentes de água de cigarras e libélulas. Apesar de estas asas ajudarem a auto-limpeza, o efeito principal não parece ser “afastar” bactérias, mas actuar como bactericidas naturais.
Isto é, conseguem matar bactérias.
Os bactericidas naturais são "agentes" de origem natural capazes de destruir microrganismos, em vez de apenas travar o seu crescimento.
Em experiências que realizámos, eu e os meus colegas, com asas revestidas a ouro, confirmámos que este efeito de destruição de bactérias não é comandado pela química da superfície, mas sim pela topografia.
Em termos simples, as nanoestruturas físicas existentes na superfície forçam as membranas das células bacterianas a esticarem até romperem.
O nosso trabalho anterior mostrou que o silício coberto por nanoespículas consegue destruir vírus ao contacto. Porém, por ser um material rígido, a sua aplicação fica limitada quando se trata de objectos com formas complexas.
Superfície nanotexturada contra o hPIV-3: nanopilares que rasgam o invólucro do vírus
Neste novo estudo, procurámos ultrapassar essa limitação ao criar um material que rebenta vírus, mas que fosse leve, económico e flexível.
O material consiste numa película fina de acrílico coberta por milhares e milhares de pilares ultra-finos. À mão, estas superfícies nanotexturadas parecem lisas. Ainda assim, estes nanopilares agarram e esticam o invólucro externo do vírus até este se romper - eliminando o vírus por força mecânica.
Em testes laboratoriais com o hPIV-3, que provoca bronquiolite e pneumonia, observou-se que até 94% das partículas virais foram rasgadas ou sofreram danos fatais no prazo de uma hora após contacto com este material.
Verificámos também que o espaçamento entre os nanopilares é muito mais determinante do que a sua altura: pilares muito juntos, separados por cerca de 60 nanómetros, apresentaram o melhor desempenho.
O molde usado para fabricar este material pode ser ampliado com facilidade, abrindo oportunidades industriais em larga escala - desde embalagens alimentares a sistemas de transporte público, bem como equipamento hospitalar e secretárias de escritório.
Durabilidade e próximos desafios
As superfícies nanoestruturadas são concebidas para serem duráveis. Ainda assim, ficam expostas aos mesmos factores de desgaste físico, químico e ambiental que qualquer outro material, degradando-se inevitavelmente com o tempo.
Ainda há muito por descobrir na procura de superfícies livres de microrganismos. Mesmo assim, estas superfícies nanotexturadas têm um enorme potencial no combate a vírus e constituem uma alternativa às abordagens tradicionais baseadas em químicos.
Elena Ivanova, Professora Distinta, Física, RMIT University
Este artigo foi republicado a partir de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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