Naukowcy opracowują nowatorskie ekrany dotykowe o właściwościach przeciwbakteryjnych, które mogą stać się przełomem w dziedzinie technologii użytkowej i medycyny. Dzięki nowej technologii korzystanie z urządzeń dotykowych może stać się znacznie bezpieczniejsze dla zdrowia, eliminując ryzyko przenoszenia bakterii. Badania zostały zrealizowane przez zespół naukowców z Instytutu Nauk Fotonicznych w Katalonii, w Hiszpanii. Czy przeciwbakteryjne ekrany dotykowe wyeliminują bakterie z powierzchni naszych smartfonów na zawsze?
Spis treści
Przeciwbakteryjne ekrany dotykowe
Ekrany dotykowe stały się integralną częścią naszego codziennego życia, od smartfonów i tabletów po interaktywne kioski i bankomaty. Te wszechobecne urządzenia znalazły swoje miejsce nie tylko w naszych domach, ale także w przestrzeniach publicznych, takich jak centra handlowe, urzędy, szkoły i placówki medyczne. Ich popularność wynika z wygody i intuicyjności obsługi, która znacząco ułatwia dostęp do informacji i usług. Dzięki ekranom dotykowym możemy szybko sprawdzić pogodę, zrobić zakupy online, czy skorzystać z samoobsługowych systemów w restauracjach lub w sklepach. Jednak ich wszechobecność rodzi pewne poważne problemy, które wymagają naszej uwagi, choć zwykle nawet o tym nie myślimy. Przeciwbakteryjne ekrany dotykowe, fabrycznie wbudowane w smartfony, byłyby zatem doskonałym rozwiązaniem.
Jednym z najważniejszych zagadnień związanych z ekranami dotykowymi jest kwestia higieny. Badania wykazują, że ekrany dotykowe są często siedliskiem bakterii, co stanowi zagrożenie dla zdrowia użytkowników. Nic dziwnego, skoro tymi samymi paluchami, dotykamy tylu różnych powierzchni w czasie całego dnia. A te, dotykane przez setki, a nawet tysiące osób dziennie, stają się miejscem, gdzie bakterie mogą łatwo się namnażać i przenosić. Dlatego przeciwbakteryjne ekrany dotykowe oraz w ogóle przeciwbakteryjne powierzchnie stosowane w miejscach publicznych mogą być dobrym pomysłem na ograniczenie rozmnażających się i przenoszonych bakterii.
Szczególnie niebezpieczne jest to w miejscach o dużym natężeniu ruchu, takich jak szpitale, gdzie sterylność jest kluczowa, szkoły, gdzie dzieci często, mimo wielokrotnych próśb grona pedagogicznego, nie dbają o higienę rąk, oraz restauracje, gdzie klienci dotykają m.in. terminali płatniczych. W dobie globalnych pandemii i (na szczęście) rosnącej świadomości na temat zdrowia publicznego problem ten nabiera jeszcze większego znaczenia, wskazując na potrzebę innowacyjnych rozwiązań technologicznych, które mogą pomóc w jego rozwiązaniu.
Materiały o właściwościach antybakteryjnych
Jednym z popularnych podejść jest wykorzystanie powłok na bazie srebra, które znane jest ze swoich właściwości antybakteryjnych. Srebro, dzięki swoim jonowym właściwościom, potrafi skutecznie niszczyć komórki bakterii, co sprawia, że jest idealnym kandydatem do takich zastosowań. Inne badania koncentrują się na powłokach miedzianych, które również mają naturalne właściwości antybakteryjne. Miedź może być stosowana w formie cienkich warstw, które eliminują bakterie poprzez kontakt z powierzchnią.
Dodatkowo innowacyjne materiały nanotechnologiczne odgrywają kluczową rolę w tych badaniach. Nanotechnologia pozwala na tworzenie powłok z nanocząsteczkami, które mogą wnikać w błony komórkowe bakterii, skutecznie je niszcząc. Powłoki te są nie tylko skuteczne, ale także trwałe i bezpieczne dla użytkowników.
Badacze nieustannie testują różne kombinacje materiałów i metod, aby znaleźć najbardziej efektywne rozwiązania, które będą mogły być stosowane na szeroką skalę. Ważnym aspektem tych badań jest także zapewnienie, że nowe powłoki nie będą miały negatywnego wpływu na inne właściwości ekranów, takie jak dotykowa responsywność czy jakość wyświetlanego obrazu.
Nowa era higienicznych ekranów
Głównym celem badań prowadzonych przez zespół naukowy z Instytutu Nauk Fotonicznych w Katalonii badań, jest stworzenie dotykowych ekranów, które będą miały właściwości antybakteryjne, co znacząco zmniejszy ryzyko przenoszenia bakterii. Naukowcy koncentrują się na opracowaniu technologii, która pozwoli na stałe eliminowanie bakterii z powierzchni ekranów dotykowych, nie wpływając jednocześnie na ich funkcjonalność ani jakość wyświetlanego obrazu. Kluczowe jest znalezienie takich materiałów oraz metod produkcji, które będą efektywne w długim okresie użytkowania, a przede wszystkim odporne na codzienne zużycie i jednocześnie bezpieczne dla użytkowników.
Znaczenie tych badań jest ogromne, zwłaszcza w kontekście globalnych pandemii, sezonowych zarażeń grypą. Wybuchy ognisk epidemicznych, takie jak pandemia COVID-19, uzmysłowiły wielu, jak łatwo infekcje mogą się rozprzestrzeniać przez kontakt z np. zanieczyszczonymi powierzchniami. I również w tamtym okresie wiele firm oraz instytucji postawiło na wykorzystanie technologii do lepszego zarządzania w kryzysie. W takich sytuacjach ekrany dotykowe stają się potencjalnymi punktami przenoszenia patogenów. Dlatego przeciwbakteryjne ekrany dotykowe mogą odegrać kluczową rolę w redukcji liczby infekcji przenoszonych przez powierzchnie dotykowe.
Przeciwbakteryjne ekrany dotykowe mogłoby zrewolucjonizować różne sektory, takie jak medycyna, edukacja czy gastronomia, przyczyniając się do zwiększenia bezpieczeństwa i ochrony zdrowia publicznego, dbając jednocześnie o jednostkową ochronę każdego posiadacza smartfona. Ponadto takie innowacje mogą zwiększyć zaufanie użytkowników do korzystania z urządzeń dotykowych w miejscach publicznych, co ma szczególne znaczenie w erze postpandemicznej.
Ta technologia zmienia zasady gry. Jak to działa?
Zastosowana technologia koncentruje się na implementacji specjalnych powłok na powierzchni ekranów dotykowych, które mają za zadanie uniemożliwić rozwój bakterii. Naukowcy badają różne materiały, które mogą wykazywać właściwości antybakteryjne, choć tym razem wykorzystano miedź.
Miedź jest szeroko znana ze swoich właściwości antybakteryjnych i znalazła zastosowanie w różnych dziedzinach, w tym w technologii ekranów dotykowych. Badania wykazały, że miedź może skutecznie eliminować bakterie, wirusy i grzyby dzięki swoim unikalnym właściwościom chemicznym. Z tego względu była już wykorzystywana między innymi na klamkach drzwi. Z racji tego, że miedź jest materiałem nieprzezroczystym oraz ma wysokie przewodnictwo elektryczne, naukowcy musieli zastosować pewien trik.
Przeciwbakteryjne ekrany dotykowe z miedzią to aż 99,9 proc. skuteczności w eliminacji bakterii
W opisywanym projekcie badacze wykorzystali miedź do stworzenia powłok antybakteryjnych na docelowej powierzchni. W tym wypadku zastosowano technologię nanocząsteczek miedzi, tworząc bardzo cienkie warstwy tego metalu na powierzchni ekranów dotykowych. Nanocząsteczki miedzi są skuteczne w eliminacji bakterii, ponieważ ich maluteńki rozmiar pozwala na lepszą interakcję z błonami komórkowymi bakterii, co prowadzi do ich zniszczenia.
Wspomniana warstwa mierzyła zaledwie 3,5 nm, gdzie jednostka nanometr stanowi jedną milionową milimetra. Warstwę miedzi wzmocniono związkami krzemu, które zapewniły dodatkową ochronę i wytrzymałość. Powłoka została nałożona przy wykorzystaniu metody termicznego wyżarzania.
Według informacji zawartych w artykule Nature uzyskana przez naukowców charakteryzuje się powierzchnią w 70–80% przezroczystą pod względem barwy, nie wpływając jednocześnie na właściwości ekranu dotykowego. Dodatkowo przeprowadzone testy wykazały 99,9-procentową redukcję Staphylococcus aureus, lepiej znanego jako gronkowiec złocisty.
To doskonały przykład produktu posiadające go wiele pożądanych cech przy zoptymalizowanej aktywności przeciw mikrobiologicznej, która działała w suchych warunkach testowych na dotykowych ekranach. Naszym celem było pokazanie związków między biologiczną aktywnością i fizycznymi atrybutami oraz wskazanie kierunków dalszych badań.
Dr Wageesha Senaratne, Corning Research and Development Corporation, Nowy Jork, współautorka wynalazku, cytowana przez serwis pap.pl.
Higieniczna przyszłość smartfonów
Przeciwbakteryjne ekrany dotykowe: wyzwania na przyszłość
Opisywane badanie daje ogromną nadzieję na to, że niedługo z ekranów naszych telefonów znikną nieproszeni goście. Natomiast jednym z głównych wyzwań w rozwoju powłok antybakteryjnych jest zapewnienie ich trwałości przy jednoczesnym zachowaniu pełnej funkcjonalności urządzeń. Według doniesień ze świata naukowego, w ramach katalońskiego projektu udało się to otrzymać, ale badania jeszcze trochę potrwają.
Powłoki muszą być na tyle wytrzymałe, aby mogły przetrwać codzienne użytkowanie bez utraty swoich właściwości antybakteryjnych. Ekrany dotykowe są narażone na liczne uszkodzenia mechaniczne, takie jak zarysowania, a także na działanie różnych substancji chemicznych, co może wpływać na trwałość powłok. Utrzymanie wysokiej efektywności powłok antybakteryjnych przez długi czas, bez negatywnego wpływu na czułość dotykową i jakość wyświetlanego obrazu, stanowi kluczowy aspekt tych oraz badań.
Przeciwbakteryjne ekrany dotykowe brzmią więc fantastycznie, ale kolejnym czyhających wyzwań jest koszt produkcji takich ekranów lub powłok na masową skalę. Technologia nanocząsteczek oraz zaawansowane metody aplikacji powłok mogą być kosztowne, co może ograniczać możliwość ich wdrożenia na szeroką skalę. Czy uda się finalnie zmniejszyć koszty produkcji bez kompromisów w zakresie jakości i efektywności? Czy przeciwbakteryjne ekrany dotykowe będą w którymś momencie dostępne w każdym smartfonie? Miejmy nadzieję!
Źródło: Czasopismo Nature. Zdjęcie otwierające: obraz wygenerowany za pomocą DALLE-3.