Le nouveau revêtement antibactérien TiO2 fonctionne à la lumière visible

Les surfaces exemptes de germes pour des environnements tels que les hôpitaux sont désormais un peu plus proches grâce à la découverte accidentelle d'une variante noire des revêtements TiO2 qui ne nécessite pas d'activation par UV et qui fonctionne plus efficacement que les solutions TiO2 standard existantes.

Une équipe de chercheurs de l'université de Canterbury, en Nouvelle-Zélande, a réussi à mettre au point un revêtement antibactérien qui, une fois disponible sur le marché, pourra être appliqué sur des surfaces fréquemment utilisées, comme les poignées de porte, ce qui aidera à réduire le risque de propagation des infections dans les hôpitaux.

Au cours de l'étude, le revêtement normalement blanc brillant ou transparent était devenu noir. Les caractéristiques autonettoyantes du matériau ont été testées et il s'est avéré qu'il présentait des propriétés photocatalytiques actives sans recours à des rayonnements UV. L’étude a montré que la structure en TiO2 avait changé de forme.

Le TiO2 possède des propriétés antibactériennes lorsqu'il est exposé aux rayons UV.  Cette action crée de l'énergie, ce qui entraîne la formation d'ions oxygène, mortels pour les bactéries. Le matériau est donc idéal pour les surfaces telles que les poignées de porte et d’autres surfaces (métalliques) dans les environnements où la stérilité est essentielle, comme les hôpitaux.

Solution aux défis existants

Le nouveau revêtement offre une solution aux défis auxquels l'équipe de recherche a été confrontée lors du développement des revêtements antibactériens : comment appliquer un revêtement TiO2 sur un objet tel qu'une poignée de porte et comment l'activer à l'intérieur, en l’absence de tout rayonnement UV naturel ? La nanostructure et la couleur noire ont montré que l’étude avait bel et bien généré un nouveau type de matériau. Au lieu des cristaux pyramidaux lisses typiques du TiO2 blanc, les cristaux se sont révélés posséder une nanostructure qui ne pouvait précédemment être obtenue que par croissance hydrothermale de nanoparticules individuelles. De plus, le matériau a montré une activité antibactérienne à la lumière visible.

Cette étude a montré que les bactéries étaient déjà détruites après une brève exposition à la lumière visible. Le TiO2 a été appliqué sur une surface en acier inoxydable sous forme d'une couche solide de plus de 10 µm. L'efficacité de la surface revêtue a été évaluée à cent fois supérieure à celle des revêtements et poudres de TiO2 standard. Les revêtements ont plus que triplé la réduction d'E. coli après quatre heures d'exposition à la lumière visible.

Comme l’alimentation de cette nouvelle forme de TiO2 en énergie n’exige aucun rayonnement et qu'il existe une nanostructure modifiée qui permet d'incorporer la composition dans des revêtements, les conditions sont réunies pour la mise au point d’applications commerciales. Le revêtement noir a déjà été appliqué avec succès sur une poignée de porte et une collaboration avec plusieurs entreprises a été entamée pour rendre le développement adapté à la conception et à l’industrialisation en vue d’une production avancée.

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Dans l’e-book consacré aux surfaces fonctionnelles, nous consacrons une section aux revêtements antibactériens. Envie d'en savoir plus ? Téléchargez l’e-book ici

Différents réseaux européens ont été créés pour rationaliser les efforts européens de R&D consacrés à ce type de revêtement. Sirris est un membre actif du réseau européen d’action COST AMiCI. L'objectif principal de ce dernier est d'évaluer l'impact (de l'introduction) des revêtements antimicrobiens dans les soins de santé sur la propagation des infections et sur l'efficacité dans la lutte contre les infections typiques du secteur et la résistance bactérienne aux antibiotiques existants.

(Photo au dessus : TiO2 noir nanostructuré - source https://www.aemslab.org.nz

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