Trams, bussen en treinen vervoeren dagelijks niet alleen duizenden mensen en dieren, maar ook miljoenen bacteriën en virussen. Tot nu toe hebben we geen blijvende oplossingen om deze zwartrijders te bestrijden. Gelukkig hebben wij daar iets op bedacht: duurzame nanocoatings!
Het is eind december 2024. Samen met zo’n kwart miljoen andere Vlamingen, trek ik naar het Sportpaleis om 40 jaar Clouseau te vieren. Het leek me een slim plan de metro te nemen, maar hier in het metrostation besef ik dat een massa andere fans exact hetzelfde dacht. Toch wurm ik me vastberaden tussen de deuren en kan ik mij een plekje in de stampvolle metro bemachtigen. Ik klamp me samen met 10 andere reizigers stevig vast aan een paal en zet de tocht zo ongemakkelijk verder. Tot overmaat van ramp, begint de dame naast mij plots hysterisch te hoesten en niest de man voor me enthousiast mijn richting uit. Alsof dat nog niet genoeg is, maakt een snotterende kleuter er een persoonlijke missie van om zoveel mogelijk stoelen en palen aan te raken.
Ik ben nog nooit zó snel een metro uit gespurt.
Als microbioloog besef ik heel goed hoe aanwezig bacteriën en virussen zijn en hoe makkelijk we ze verspreiden. Covid versterkte dat inzicht en benadrukte het nut van mondmaskers en alcohol gel. Toch werp ik mijn medemens liever een glimlach toe, dan dat ik permanent een mondmasker draag. Bovendien zijn deze maatregelen niet voldoende, omdat sommige microben zich hardnekkig op oppervlaktes kunnen nestelen en alsnog verspreiding veroorzaken.
Daarom wil ik de problematiek graag vanuit een andere hoek bekijken: kunnen we, naast ons eigen gedrag aan te passen, ook oppervlakken zelf veranderen om de verspreiding van microben tegen te gaan?
Plakken & spuiten, die boel!
Oppervlakken in een bus of trein vormen een ideale broedplaats voor microben. Hoewel antimicrobiële sprays veel van de beestjes verwijderen, weten sommige volhardende bacteriën en virussen toch te overleven. Ze hechten zich stevig aan het oppervlak en produceren een slijmlaag die hen beschermt tegen desinfecterende middelen. Willen we deze microben effectiever bestrijden, dan moeten we de eigenschappen van deze oppervlakken zodanig aanpassen dat aanhechting niet langer mogelijk is. Dat is geen eenvoudige opgave – je kunt niet zomaar een volledig productieproces omgooien.
Een coating vormt een ideale oplossing! We kunnen coatings kleven – denk aan het beschermlaagje dat je plakt op je gsm om krassen te vermijden – of sprayen op het gewenste voorwerp. Op die manier zijn ze wijd en makkelijk inzetbaar.
Een optimale coating blijft lang zitten, werkt efficiënt, is duurzaam en veilig. Vooral de laatste twee puntjes vormen een uitdaging. De commercieel beschikbare coatings bevatten vaak zilver partikels, en hoewel deze deeltjes microben effectief doden, bestaan er twijfels over hun veiligheid. Daarbovenop kunnen bacteriën na verloop van tijd de werking van zilver omzeilen, en krijgen we – net zoals bij antibiotica – een resistentie probleem.
Op leer in de natuur
Voor alternatieve methoden, zoeken we het niet te ver. In het Triple-A-Coat project (Home | Triple A COAT), halen we inspiratie uit de natuur. We combineren de antimicrobiële moleculen gemaakt door sponzen en bacteriën met anti-aanhechtingspatronen gevonden op insectenvleugels. Op deze manier bellemeren we de microben zowel in hun aanhechting als in hun groei op oppervlakken. Als extra voordeel ontsnappen microben veel minder makkelijk aan deze methoden, en zijn ze dus een stuk duurzamer.
Als basis voor onze coating, gebruiken we nanocellulose. Deze minuscule versie van cellulose vind je in het hout van bomen, maar ook in verschillende soorten bacteriën. Nanocellulose dient als een drager waaraan we de antimicrobiële moleculen kunnen vasthangen. Dit kan je vergelijken met het breien van een trui met parels: tijdens het breien, voeg je parels toe aan de wol zodat de parels uiteindelijk mooi verspreid op de trui verschijnen. Bij onze coatings werkt het net zo: we voegen antimicrobiële moleculen toe aan de nanocellulose en zorgen dat die netjes verdeeld zijn over de stof. Het verkregen mengsel spuiten we dan op een oppervlak, en zo ontstaat de coating.
We kunnen niet enkel antimicrobiële componenten toevoegen aan nanocellulose, we kunnen ook een patroon in de stof creëren. Hier kan je denken aan het personaliseren van een trui of T shirt met een logo. Om een logo op je kledingstuk te krijgen, kan je werken met een textiel stempel die de figuur met inkt op je kledij drukt. Zo doen wij dat ook met onze patronen: we maken een stempel met een gewenst patroon en drukken deze op onze laag nanocellulose. De nanocellulose kunnen we dan als een plakker kleven op een gewenst oppervlak.
Nanocellulose heeft vele voordelen. Het is biologisch afbreekbaar, duurzaam, makkelijk te gebruiken, en veilig. Bovendien bestaan er verschillende types nanocellulose (afhankelijk van de oorsprong) die elk eigen specifieke eigenschappen bevatten. Dit maakt dat we nanocellulose veelzijdig kunnen inzetten.
Ready, test, go!
In het lab hebben we onze coatings al aangebracht op glazen, stalen, en plastieken plaatjes. Daar verhinderden ze de groei van labobacteriën opmerkelijk goed! We willen deze sprays en plakkers nu in een meer realistische omgeving testen. Daarom zal vanaf volgend semester een bus te pronken zijn op de parking van de campus. We zullen de inhoud van deze bus bespuiten en beplakken, en aan de hand van een grote groep vrijwilligers de effectiviteit van onze coatings testen.
Hopelijk kan iedereen zo onbezorgd de metro naar het volgende Clouseau-jubileum nemen.
Funded by the European Union
