眾所周知，銅能夠殺死與其接觸的細菌，因為金屬會釋放出對細菌細胞有毒的離子，並可穿透其外膜。然而，這過程通常需要幾個小時。最新刊於《生物材料》的研究則指，新開發的銅表面則可以在短短 2 分鐘內殺死細菌，比普通銅快約 120 倍。

該澳洲團隊以金黃色葡萄球菌進行測試，而該菌會導致多種感染，且是醫院發現的 5 種最常見感染原因之一。

皇家墨爾本理工學院 (RMIT) 材料工程師馬前指出，標準的銅表面能在 4 小時內殺死約 97% 金黃葡萄球菌，但當團隊將金黃葡萄球菌放在新設計的銅表面時，能於令人難以置信的 2 分鐘內消滅超過 99.99% 的細菌細胞。

團隊指，關鍵在於新設計的銅表面有很多微細洞穴結構，在顯微鏡下猶如迷宮一樣，與普通光滑的銅相比，這顯著增加表面面積，代表著更多的細菌細胞可以在接觸到銅表面時立即受到攻擊。

Credit: Smith, J.L. & et al. (2021).

為了令這種銅盡可能多洞，團隊生產了一種銅和錳原子 (manganese atom) 的合金，然後採用廉價的「脫合金」技術去除錳原子，並可留下迷宮般的表面。

團隊設計的銅材料無需特殊藥物或其他處理即可發揮作用，當水接觸表面時，會形成薄膜而不是液滴，可再次提高銅離子清除細菌的效率。

在 a) 拋光不銹鋼、b) 拋光銅，以及 c) 和 d) 團隊的微納米銅表面上 2 分鐘後的金色葡萄球菌細胞，可見團隊的設計很快就將細菌弄破。 Credit: Smith, J.L. & et al. (2021).

有參與研究的 RMIT 物理學講師 Jackson Leigh Smith 指出，加水後不單會導致細菌細胞的結構退化，而且使其更易受到有毒銅離子的影響，促進銅離子被細菌細胞吸收，大大加快速度消滅細菌。

以門的把手為例，如果細菌可在 2 分鐘而不是 4 小時內被殺死，接觸把手的人就會少得多，團隊相信這種設計最終可以廣泛在學校、醫院、家庭和公共交通工具中使用。

團隊現時正研究這種銅表面對導致 COVID-19 冠狀病毒 SARS-CoV-2 的有效性，因為普通銅似乎都能有效殺死該病毒。

更重要的是，銅可以幫助對抗已產生抗藥性的超級細菌，減少感染和傳播的替代方法對於解決超級細菌肆虐這個問題很重要。

來源：
Science Alert, New Maze-Like Surface Kills Bacteria in 2 Minutes: 120x Faster Than Normal Copper, 16 December 2021

報告：
Smith, J.L., Tran, N., Song, T. & et al. (2021). Robust bulk micro-nano hierarchical copper structures possessing exceptional bactericidal efficacy. Biomaterials Vol 280, January 2022, 121271. doi: 10.1016/j.biomaterials.2021.121271

文／Alan Chiu