Superficie negra de silicio destruye amplia gama de bacterias

El análogo biomimético Silicio Negro (bSi) podría presentar una generación nueva de nanomateriales que responden mecánicamente, antibacterianos, según un estudio nuevo.

Los investigadores del Instituto de Tecnología Swinburne (Swinburne, Melbourne, Australia), el Centro de Melbourne para Nanofabricación (Australia) y otras instituciones, observaron que las alas de la cigarra Psaltoda claripennis podían destruir ciertos tipos de bacterias en forma de bastón a través de grupos de nanoprotrusiones que creaban un efecto bactericida mecánico independiente de su composición química. También identificaron otros insectos con arquitecturas superficiales similares, en forma de puntas, como las alas de Diplacodes bipunctata (la libélula vagabunda Percher) que son aún más mortales.

Esto les llevó a examinar si existían las mismas propiedades en el bSi, un nanomaterial sintético que contiene una alta proporción de nanoprotrusiones en su superficie producidas a través de una técnica sencilla de grabado con iones reactivos (RIE) que se utiliza en aplicaciones fotovoltaicas. Ellos encontraron que tanto las estructuras naturales como los materiales sintéticos mostraron tasas de muerte de promedio de ~ 450.000 células min-1 cm-2. Entre la variedad de bacterias que las superficies fueron capaces de matar se encontraban las cepas mortales de Staphylococcus aureus. El estudio fue publicado el 26 de noviembre de 2013, en la revista “Nature Communications”.

“Las superficies que responden mecánicamente podrían desempeñar un papel en la lucha contra la contaminación microbiana, lo que sugiere que los nuevos nanomateriales antimicrobianos pueden abrir el camino a nuevas aplicaciones en el campo de la mecano-microbiología”, concluyeron la Prof. Elena Ivanova, PhD, de la facultad de ciencias de la vida y sociales en Swinburne, y sus colegas. “Una nueva generación de nanomateriales antibacterianos puede ser aplicada a las superficies de implantes médicos, haciéndolos mucho más seguros”.

El silicio negro es un material semiconductor, una modificación de la superficie del silicio con una reflectividad muy baja y una alta absorción de la luz visible e infrarroja (IR) correspondiente. La modificación fue descubierta en la década de 1980 como un efecto secundario no deseado del RIE. La estructura de la superficie está hecha de agujas de silicio de cristal único con una altura por encima de 10 micras y un diámetro de menos de 1 µm. Aunque la superficie es suave al tacto humano, ésta destruye despiadadamente las bacterias Gram-negativas y Gram-positivas, así como las esporas bacterianas.

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Swinburne Institute of Technology

Melbourne Centre for Nanofabrication