带电的布料可以清除口罩和衣服上的冠状病毒

戴口罩和其他个人防护用品可以减缓新冠肺炎的传播。美国疾病控制和预防中心建议每个人在公共场所都要戴上某种面罩，特别是在社交距离难以维持的地方。卫生工作者正在穿上额外的覆盖物，比如长袍。然而，所有这些防护装备都有一个明显的问题：如果人们不小心接触到布料上被病毒颗粒污染的区域，他们仍然有感染这种新型冠状病毒的风险。因此，研究人员正在努力开发能够灭活或击退冠状病毒的布料-理想情况下包括导致新冠肺炎的那种-以及其他病原体。

印第安纳大学印第安纳再生医学与工程中心主任昌丹·森表示，人们在使用过程中或在脱下长袍或其他个人防护用品时，如果触摸口罩的前面，就会将传染性颗粒转移到手上。他和他的同事们一直在开发一种方法，使这些颗粒和其他感染性物质变得无害。森说，该团队研究“电”材料，这种材料可以无线地“在织物表面产生电场”。这些磁场会破坏布料上细菌或病毒的行为。

“这项(技术)的美妙之处在于内在的简单设计，”他说。聚酯材料上印有银和锌的交替斑点，类似于波尔卡点。它们宽一到两毫米，间隔一毫米。当电材料干燥时，它的功能与普通织物一样。但是如果它受潮了--比如说，唾液、咳嗽出的液滴的蒸气或其他体液--液体中的离子就会引发电化学反应。然后，银和锌会产生一个微弱的电场，将病原体从表面赶走。

2012年，研究人员与生物技术公司Vomaris Innovation共同开发了这种材料。去年，他们展示了这项技术可以用来治疗伤口中的细菌生物膜。森说，一项临床试验正在进行中，以进一步评估这种织物作为食品和药物管理局(Food And Drug Administration)批准的伤口护理敷料的有效性。

为了应对新冠肺炎大流行，森的团队在另一种导致猪呼吸道疾病的冠状病毒株和一种名为慢病毒的无关类型的病原体上测试了现有材料。“我们想知道这一原则的适用范围有多广，”他说。在5月份发布在预印服务器ChemRxiv上的一项研究中，森的团队报告说，其电针织物破坏了这两种病毒的稳定，使它们无法感染细胞。研究人员还计划将研究结果提交给同行评议的期刊。

为了研究织物的作用，他们将含有病毒颗粒的液体溶液放在电织物和没有金属点的聚酯对照织物上。在液滴完全吸收后，样本休息了一到五分钟，研究人员从两种织物中回收了病毒颗粒，并测试它们是否仍然可以感染他们通常针对的细胞类型。

波士顿布里格姆妇女医院(Brigham and Women‘s Hospital)医学教授、马萨诸塞州总布里格姆COVID创新中心(Massachusetts General Brigham Center For COVID Innovation)N95呼吸器工作组的联合负责人杰夫·卡普(Jeff Karp)说：“这里提供的数据表明，在恢复的总病毒中，有很大一部分是灭活的。”没有参与这项研究的卡普补充说，研究人员并没有测试他们放在布料上的所有病毒。他说：“事实上，大多数病毒并没有从这项研究中检查的纺织品中恢复出来。”森回应说，他的团队只对足够多的病毒颗粒进行采样，以表明这种织物使它们无法感染细胞。研究人员从静置一分钟的电针织物样本中回收了大约44%的颗粒。他们从休息了5分钟的样本中提取了24%的样本。

这种材料的抗病毒能力还没有在导致新冠肺炎的冠状病毒SARS-CoV-2上进行专门的测试。然而，研究人员对他们研究的两种病毒的发现给了他们“希望这项研究可以更广泛地应用”，森说。他补充说，电化学纤维的大规模生产已经成为可能，而且生产成本相对较低。他建议，这些金属点可以直接印在面具的正面。或者，可以在面罩的前面和佩戴者的脸之间插入一块电织物。

如果广泛使用抗病毒的PPE材料，可能会限制新型冠状病毒的传播能力。“我们需要更好地了解导致病毒传播的病毒传播模式，这是一个巨大的未得到满足的需求，”卡普说。“随着我们对此有了更好的理解，迫切需要开发并迅速应用能够减少传播的解决方案。”

金属点并不是唯一可能的方法。匹兹堡大学(University Of Pittsburgh)先进材料实验室主任保罗·卢(Paul Leu)和他的同事们正在开发一种纺织品涂层，这种涂层可以排斥体液、蛋白质和细菌。它还排斥一种引起呼吸道疾病的腺病毒株和另一种引起结膜炎的腺病毒株，正如4月份的“ACS应用材料与接口”中所报道的那样。然而，Leu的团队也没有用新型冠状病毒本身测试这种材料。他说：“检测SARS-CoV-2病毒(涂层)的主要问题是检测它所需的生物安全水平，因为它非常危险。”尽管如此，他的团队计划看看这种涂层的纺织品对另一种冠状病毒的抵抗力有多好。

Leu说，这种涂层即使在超声波清洗和用剃须刀片刮过后仍然具有排斥性，可以使佩戴者脱下PPE更安全。研究人员在研究中指出，它也可以用于医院床单、窗帘和候诊室椅子。但Leu指出，这种涂层旨在用于已经被认为可重复使用的医用纺织品。他的团队还没有在一次性口罩或N95上测试过它，但他认为这可能会对它们造成潜在的损害。尽管如此，他说，这种涂层可以很好地用于布质口罩，比如现在普通公众中许多人戴的那种口罩。

通过开发杀灭或驱赶病毒的材料，研究人员希望使口罩和其他防护装备更安全地移除，并更有效地抵御所有病毒。“如果普通人有不会传播感染的个人防护用品，”森说，“我认为这是一个很大很大的问题。”

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