新鲜蔬菜和水果在从露天到杂货店展示农产品的整个过程中，有时会被微生物污染。这些物品可能会破坏其他农产品，进一步扩大污染，增加可能导致疾病的食物数量。
为了防止新鲜农产品之间的交叉污染，德州农工大学的研究人员m大学发明了一种涂层，可以用在传送带、滚筒和收集桶等食物接触面上。除了杀菌作用，研究人员还设计了涂层，使其高度防水。研究人员说，没有水，细菌就不会在表面附着或繁殖，从而从根本上抑制了一种农产品对另一种农产品的污染。
阿蒂麦克费林化学工程系副教授穆斯塔法阿克布鲁特(Mustafa Akbulut)说：“每年食用被污染的未加工食品会让数百人生病，因此食品污染不仅是对健康的极大担忧，也是巨大的经济负担。”“在我们的研究中，我们证明了我们新的双功能涂层——一种可以排斥和杀死细菌的涂层——可以大大减少细菌的传播，避免交叉污染。”
研究结果发表在美国化学学会应用材料界面2月刊上。
食源性疾病可能由大量病原体引起，包括各种病毒和细菌。为了补救任何收获后的感染，新鲜农产品通常被清洗，然后用强效抗菌剂(如过氧化氢或乙酸)消毒。
然而，如果细菌能藏在水果和蔬菜皮上难以触及的地方，它们仍然可以毫发无损地逃脱。同样，如果细菌的数量足够多，它们会形成一个被称为生物膜的保护鞘，从而进一步保护它们免受消毒剂的侵害。
被污染的农产品可通过与其他食物接触直接传播病原体，或通过与食物接触的表面间接传播病原体。目前，防止间接传播的方法有很多，从抗菌表面涂层到防污聚合物表面，就像弹簧推开细菌一样。然而，研究人员表示，虽然这些方法最初是有效的，但由于各种原因，它们会随着时间的推移而失去有效性。
为了克服当前技术带来的障碍，Akbulut和他的团队着手开发一种具有强疏水性的抗菌表面涂层。他们指出，涂层的防水性能可以帮助与食物接触的表面保持更长时间的杀菌效果。
“大多数细菌只能生活在水中，”阿克布鲁特说。“如果表面是超疏水的，那么水和大部分细菌都会被排出。减少了周围的细菌，减少了使用的杀菌剂，从而延长了涂料的整体寿命。”
为了制作双功能涂层，Akbulut和他的团队从铝板开始，铝板是食品工业中常用的接触表面的金属。他们通过高温化学方法在金属表面化学附着了一层叫做二氧化硅的化合物。然后，用这一层作为基质，他们加入了在眼泪和蛋清中发现的二氧化硅和天然溶菌酶的混合物。
二氧化硅-溶菌酶层上的二氧化硅-铝层一起构成涂层，当在微观尺度上观察时，该涂层具有粗糙的纹理。研究人员指出，涂层上的这种亚微观粗糙度或微小凸起和间隙是超疏水性的关键。
“一般来说，如果粗糙度增加，材料的疏水性会增加，但有一个限度。”该研究的主要作者、工程学院研究生刘书豪说。“如果涂层太粗糙，细菌会再次躲在缝隙后面，被污染。因此，我们调整了二氧化硅与溶菌酶的比例，使粗糙度产生最佳的疏水性，而不破坏涂层的整体功能。”
当他们的超疏水溶菌酶注射涂层微调就绪后，研究人员测试了涂层是否能有效抑制两种致病菌菌株的生长，沙门氏菌和李斯特菌无毒。经过检查，他们发现这些表面的细菌数量比裸露表面少99.99%。
尽管它们的涂层在防止细菌传播方面非常有效，但研究人员表示，还需要更多的研究来确定涂层在减少病毒交叉污染方面是否同样有效。虽然它们的使用寿命比其他涂料更长，但他们指出，在使用一定量后，他们还需要重新涂覆涂层。因此，在下一步中，Akbulut和他的团队正在研究和开发更持久的双功能涂料。
Bulut说：“我们的目标是创造一个智能表面，可以避免附着和繁殖任何病原体。”“在这方面，我们开发了一种表面涂层，可以防止细菌在表面聚集，这是交叉污染的主要原因之一。我们现在正与农业研究人员合作，将我们的发明从实验平台应用到实践中。”
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