Un matériau hybride en soie attaque les bactéries lorsqu'il est éclairé par une lumière verte, grâce à une protéine fluorescente rouge lointaine, les chercheurs ont transféré sa constitution génétique.

Le matériau entièrement naturel serait plus sûr que le photocatalytique conventionnel, ou activé par la lumière, moyens de tuer les agents pathogènes nocifs tels que les bactéries, qui utilisent des semi-conducteurs potentiellement dangereux et nécessitent une lumière ultraviolette cancérigène pour l'activation. Une alternative à la soie conçue par l'Université Purdue et l'Institut national coréen de recherche agricole utiliserait à la place des biomatériaux de type photocatalyseur plasmonique et de la lumière visible, qui aident également à la cicatrisation des plaies et à l'assainissement de l'environnement, y compris la purification de l'air et de l'eau. Leurs conclusions publiées en avant-première le 12 mars dans Sciences avancées .

« La soie est un biomatériau ancien et bien connu, " a déclaré le jeune Kim, Purdue professeur agrégé de génie biomédical. "Cela n'a aucun problème avec le corps humain. Et ce qui est bien avec la lumière verte, c'est qu'elle n'est pas nocive - la couleur correspond à la plus forte intensité du spectre solaire."

Pour allier les bienfaits de la soie et de la lumière verte, les chercheurs ont inséré le gène de "mKate2, " une protéine fluorescente rouge lointain, en hôte de soie. Le feu vert sur l'hybride résultant génère des espèces réactives de l'oxygène (ROS), qui sont des radicaux efficaces pour décomposer les contaminants organiques et attaquer la membrane et l'ADN des agents pathogènes.

Lorsque E. coli sur la soie fluorescente a été éclairé par une faible lumière verte pendant 60 minutes, le taux de survie de la bactérie est tombé à 45 pour cent.

Les chercheurs ont découvert que l'hybride pouvait être transformé en une solution, film, bandage et tissu. « Nous avons essentiellement ajouté de la fluorescence à la soie pour faciliter la désinfection ou la décontamination en utilisant uniquement la lumière visible, " a déclaré Jung Woo Leem, chercheur invité à l'école de génie biomédical de Purdue.

L'équipe de Kim pense que la soie fluorescente rouge activée par la lumière verte pourrait être à la fois plus efficace et évolutive que d'autres photocatalyseurs plasmoniques, dans lequel les nanoparticules métalliques hybridées à partir de matériaux semi-conducteurs utilisent également la lumière visible mais pourraient toujours avoir des conséquences environnementales négatives.

"Les photocatalyseurs en soie seraient plus faciles et plus sûrs à produire que les plasmoniques puisque les vers à soie, plutôt que des installations industrielles, fournir l'hôte pour les matériaux générant des ROS. C'est une toute nouvelle fabrication verte de nanomatériaux, ", a déclaré Kim.

Parce que la lumière blanche ambiante comprend également la lumière verte, les chercheurs prévoient que le matériau hybride en soie devrait généralement avoir une source de lumière suffisamment puissante pour générer des ROS tant qu'un feu vert contrôle la génération de ROS.

L'équipe de Kim prévoit de tirer parti de la biocompatibilité de la soie avec le corps humain à l'intérieur comme à l'extérieur. « Nous pensons à des matériaux de cicatrisation implantables et injectables qui se dissolvent avec le temps dans le corps. ", a déclaré Kim.