ウィルスを寄せ付けない丸洗いできる耐久性テキスタイルコーティング

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Pitt Researchers Create Durable, Washable Textile Coating That Can Repel Viruses

2020/5/13 アメリカ合衆国・ピッツバーグ大学

Abstract Image

・ ピッツバーグ大学が、唾液や血液等の液体をはじきながら、ウィルスを付着させないテキスタイルコーティング材料を開発。
・ コロナウィルスの世界的流行において、医療従事者を感染から保護するための個人用防護具(personal protective equipment: PPE)の供給が不足したが、PPE に使用される使い捨てのテキスタイルや材料ではウィルスや細菌の付着・吸収の可能性があり、感染の拡大が懸念される。安全に再利用できる、より強力な防護具の供給が重要となる。
・ 血液をはじく(superhemophobic)表面材料が注目される中、同大学ではこのような材料の開発を機械的な耐久性を向上させることで試みていたが、世界的な状況を踏まえ、ウイルスをはじく(antivirofouling)機能を追加した。
・ 同新コーティング材料は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のナノ粒子より構成。現在利用されている同様なコーティング材料では、超音波による強力な洗浄や摩擦により機能が低下・消失するが、同新コーティング材料では、数十回の超音波洗浄や数千回の研磨パッド処理、鋭利なカミソリの刃による削り取り後も効果を維持する耐久性を実現した。
・ PTFE ナノ粒子を含む溶液をスポイトで注入してテキスタイルを浸し、加熱により安定性を向上させるドロップキャスティングによるコーティング方法で処理を実施。スプレーや浸漬による方法を用いることでより大面積の予防衣への適用や、将来的には大規模生産が可能と考える。
・ 急性呼吸器疾患や結膜炎を起こすアデノウィルスの 4 型と 7 型で同新コーティング材料を試験した結果、これらのウィルスを効果的にはじくことを確認。病院の待合室や様々な物体の表面に存在するこれらのウィルスは、学校や家庭で急速に広がることで生活の質に悪影響を及ぼす。同新コーティング材料を病院の待合室の家具に適用することで、この問題の解決に貢献できる。
・ 次の段階では、COVID-19 の病原体のベータコロナウィルス属に対する効果を試験する。特に、SARS-CoV-2 への有効性が確認され、PPE や衣類がこのようなテキスタイルで製造できれば、医療従事者や一般の人々に非常に大きな影響を与えると考える。
URL: https://www.engineering.pitt.edu/News/2020/Virus-Repelling-Textile-Coating/

<NEDO海外技術情報より>

(関連情報)

ACS Applied Materials & Interfaces 掲載論文(アブストラクトのみ:全文は有料)
Superhemophobic and Antivirofouling Coating for Mechanically Durable and Wash-Stable Medical
Textiles
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b23058#

Abstract

Medical textiles have a need for repellency to body fluids such as blood, urine, or sweat that may contain infectious vectors that contaminate surfaces and spread to other individuals. Similarly, viral repellency has yet to be demonstrated and long-term mechanical durability is a major challenge. In this work, we demonstrate a simple, durable, and scalable coating on nonwoven polypropylene textile that is both superhemophobic and antivirofouling. The treatment consists of polytetrafluoroethylene (PTFE) nanoparticles in a solvent thermally sintered to polypropylene (PP) microfibers, which creates a robust, low-surface-energy, multilayer, and multilength scale rough surface. The treated textiles demonstrate a static contact angle of 158.3 ± 2.6° and hysteresis of 4.7 ± 1.7° for fetal bovine serum and reduce serum protein adhesion by 89.7 ± 7.3% (0.99 log). The coated textiles reduce the attachment of adenovirus type 4 and 7a virions by 99.2 ± 0.2% and 97.6 ± 0.1% (2.10 and 1.62 log), respectively, compared to noncoated controls. The treated textiles provide these repellencies by maintaining a Cassie–Baxter state of wetting where the surface area in contact with liquids is reduced by an estimated 350 times (2.54 log) compared to control textiles. Moreover, the treated textiles  exhibit unprecedented mechanical durability, maintaining their liquid, protein, and viral repellency after extensive and harsh abrasion and washing. The multilayer, multilength scale roughness provides for mechanical durability through self-similarity, and the samples have high-pressure stability with a breakthrough pressure of about 255 kPa. These properties highlight the potential of durable, repellent coatings for medical gowning, scrubs, or other hygiene textile applications.

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