Utilizamos cookies para mejorar su experiencia.Al continuar navegando en este sitio, acepta nuestro uso de cookies.Más información.Se ha publicado un artículo en ACS Omega que se centra en métodos sostenibles y rentables para la síntesis de nanoestructuras con propiedades antibacterianas.Estudio: Superficies Antibacterianas Híbridas Escalables: Nanopartículas de TiO2 con Silicio Negro.Haber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock.comEn poco más de un siglo, los antibióticos han transformado el tratamiento de enfermedades contemporáneo.Desafortunadamente, la tasa de mutación de las bacterias está disminuyendo la eficacia de los tratamientos con antibióticos.La resistencia a los antimicrobianos (RAM) surge cuando los gérmenes, virus, microorganismos y parásitos evolucionan y ya no reaccionan a los antibióticos.La colonización bacteriana en superficies de alto contacto es un punto de partida común para AMR.Las colonias bacterianas proliferan para producir biopelículas que son difíciles de eliminar si no se confinan en las etapas iniciales.La estrategia más efectiva para minimizar la AMR es usar cubiertas antibacterianas para evitar que los gérmenes se adhieran a las superficies de alto contacto en primer lugar.Figura 1. Imágenes 3D de microscopía de fuerza atómica de (a) TiO2 mesoporoso con recubrimiento por rotación, (b) TiO2 mesoporoso con recubrimiento por pulverización, (c) silicio negro, (d) TiO2 depositado con ALD sobre silicio negro, (e) TiO2 mesoporoso por rotación -revestido sobre Si negro, y (f) TiO2 mesoporoso revestido por aspersión sobre Si negro.La rugosidad de la superficie es más alta en B-Si.Se reduce en superficies recubiertas de TiO2.El valor Rq indica la raíz cuadrada media de la rugosidad de las superficies.© Singh, J., Hegde, P., Avasthi, S. y Sen, P., (2022)Los materiales orgánicos e inorgánicos son las dos categorías principales de materiales antibacterianos que se utilizan en la actualidad.Los iones metálicos como la plata, el circonio, el oro y otros tienen propiedades antibacterianas debido a su mayor concentración a través de las membranas celulares, lo que perturba a los microorganismos.La eficacia antibacteriana de las nanopartículas como el fosfato de calcio, el zinc, el oro, el óxido de cobre y el óxido de magnesio se demuestra a través de numerosos mecanismos, que incluyen la penetración en la pared celular, la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la unión metabólica.Aunque los nanomateriales inorgánicos son biocidas de amplio espectro que son termodinámicamente y altamente inertes, su biosorción y citotoxicidad tienen implicaciones más amplias en sus usos.Para superar la resistencia a los antibióticos, se han ideado nuevas estrategias antibacterianas.El tratamiento calórico con microondas, la terapia fotodinámica y la terapia fotoactiva son ejemplos de estos.Los materiales fotosensibles son componentes sensibles a la luz y activados por la luz que absorben la luz para matar las bacterias.Los fotocatalizadores como el óxido de zinc y el TiO2 matan las bacterias mediante la producción de especies reactivas de oxígeno bajo iluminación de subbanda.TiO2 como sustancia antimicrobiana fotoelectrocatalítica.TiO2 tiene una banda prohibida de 3,2 eV, bajo luz ultravioleta de 365 nm, se forma un par de huecos de electrones en TiO2, que interactúa con el agua y el oxígeno para generar ROS.Las ROS descomponen los materiales orgánicos y destruyen los microorganismos.Desafortunadamente, las películas delgadas de TiO2 son deficientes en estas tres áreas.Las películas delgadas de TiO2 tienen un área de superficie específica finita.La luz UVA (365 nm) se absorbe a una profundidad de 1 m en TiO2, por lo que la absorción en una capa de 100 nm es inferior al 10 %.Para formar ROS, las partículas de carga fotoinducidas deben difundirse hacia la superficie.Figura 2. Degradación del colorante azul de metileno de diferentes superficies en presencia de UV-365 nm.(a, b) Rendimiento mejorado de B-Si recubierto con TiO2 (AT_B-Si, MT_B-Si) sobre una superficie plana.(c) La comparación de los recubrimientos de TiO2 mesoporoso y ALD indica que el TiO2 mesoporoso funciona mejor.( d ) Comparación de la tasa de degradación del tinte azul de metileno en diferentes superficies.© Singh, J., Hegde, P., Avasthi, S. y Sen, P., (2022)La incorporación de pantallas fotoelectrocatalíticas de TiO2 con nanotecnología permite potenciar la actividad antibacteriana.La incorporación de la nanotecnología alivia los límites inherentes a las películas de actividad fotocatalítica como el TiO2.Las nanoestructuras mejoran la absorción óptica de TiO2 al desviar los fotones, lo que aumenta la distancia de transmisión eficiente de la luz a través de la película.Las nanoestructuras también mejoran el área de superficie efectiva, lo que da como resultado una mayor generación de ROS y una disminución de las poblaciones bacterianas.El silicio negro (B-Si) cubierto con la actividad fotocatalítica de TiO2 supera al B-Si o al TiO2.La deposición química de vapor (CVD) es un método popular para depositar nanopelículas multifuncionales.Desafortunadamente, la tecnología CVD es difícil de usar.Como los precursores son peligrosos, combustibles y destructivos, deben manejarse con cuidado.Debido a su destacado método comúnmente utilizado de CVD para óxidos metálicos.Sin embargo, debido al escaso potencial de deposición y la pérdida considerable de antecedentes costosos, la sostenibilidad económica de ALD en grandes regiones es incierta.La deposición física de vapor (PVD), que incluye la deposición térmica, la evapotranspiración por haz de electrones y la pulverización catódica, es más simple y menos costosa.La calidad de la película, por otro lado, es mala, heterogénea y no conforme.Además, los artículos con curvas complicadas no se pueden recubrir de manera consistente en tres dimensiones (3D) usando PVD de bajo costo.Figura 3. Imágenes de microscopía electrónica de barrido de bacterias en diferentes sustratos.Las flechas azules indican la perforación de bacterias por pilares.Las flechas rojas indican las áreas dañadas de la pared celular.Las flechas amarillas indican bacterias hundidas.(a) Bacterias no dañadas en Si plano.(b–d) Disrupción de la pared celular bacteriana en superficies de TiO2 recubiertas con ALD, spin y spray, respectivamente.(e) La célula bacteriana ha sido perforada por nanoestructuras de Si negro.(f–h) Las bacterias se han hundido dentro de los pilares recubiertos de TiO2, lo que indica la muerte celular (barra de escala: 1 μm).© Singh, J., Hegde, P., Avasthi, S. y Sen, P., (2022)Como la capa hidrofóbica de TiO2 afecta la limpieza de los nanopilares, la dureza cae a 363 nm con la cubierta de ALD TiO2 en la parte superior.Las nanoestructuras similares a hierba gruesa en B-Si mejoran el área de superficie efectiva de TiO2, mejorando la efectividad de la conversión de fotones a ROS.Además, la luz que incide sobre los nanomateriales queda confinada, lo que aumenta la absorción de la luz.Al reemplazar la película delgada de TiO2 con una capa de TiO2 altamente porosa, la eficiencia puede aumentar aún más.Estos hallazgos enfatizan la importancia de la robustez topológica a nanoescala para mejorar las propiedades antimicrobianas, allanando el camino para superficies antibacterianas sustanciales accesibles y de bajo costo.Singh, J., Hegde, P., Avasthi, S. y Sen, P., (2022) Superficies antibacterianas híbridas escalables: nanopartículas de TiO2 con silicio negro.ACSOmega.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.1c06706.Descargo de responsabilidad: Las opiniones expresadas aquí son las del autor expresadas en su capacidad privada y no representan necesariamente las opiniones de AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, el propietario y operador de este sitio web.Este descargo de responsabilidad forma parte de los Términos y condiciones de uso de este sitio web.Ibtisam se graduó del Instituto de Tecnología Espacial de Islamabad con una licenciatura en Ingeniería Aeroespacial.Durante su carrera académica, ha trabajado en varios proyectos de investigación y ha gestionado con éxito varios eventos co-curriculares como la Semana Internacional del Espacio Mundial y la Conferencia Internacional de Ingeniería Aeroespacial.Habiendo ganado un concurso de prosa en inglés durante su licenciatura, Ibtisam siempre ha estado muy interesado en la investigación, la escritura y la edición.Poco después de su graduación, se unió a AzoNetwork como autónomo para mejorar sus habilidades.A Ibtisam le encanta viajar, especialmente visitar el campo.Siempre ha sido un aficionado a los deportes y le encanta ver tenis, fútbol y cricket.Nacido en Pakistán, Ibtisam espera algún día viajar por todo el mundo.Utilice uno de los siguientes formatos para citar este artículo en su ensayo, documento o informe:Abbasi, Ibtisam.(2022, 03 de marzo).Alternativa más barata y escalable a los recubrimientos antibacterianos de película delgada.AZoNano.Recuperado el 29 de julio de 2022 de https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38771.Abbasi, Ibtisam."Alternativa más económica y escalable a los recubrimientos antibacterianos de película delgada".AZoNano.29 de julio de 2022.