À des échelles extrêmement petites, les apparences peuvent être trompeuses. Alors qu'à première vue, vous pourriez voir des nénuphars flotter sur un étang tranquille, cette image est en fait une adaptation intelligente d'un instantané pris au microscope électronique à balayage.

En réalité, les taches vertes ne mesurent que quelques micromètres de diamètre, soit moins que la largeur d'un cheveu humain. Ils constituent un revêtement de surface qui a été développé pour limiter la transmission du SARS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19. Le revêtement est composé d'un matériau à base d'argent appliqué sur une surface en verre. La fleur de lotus, cependant, était une touche artistique supplémentaire grâce au logiciel de retouche d'image.

Mohsen Hosseini, Ph.D. candidat en génie chimique, et William Ducker, professeur de génie chimique, a récemment remporté un prix au concours d'image National Nanotechnology Coordinated Infrastructure (NNCI) avec cette image. Hosseini et Ducker sont tous deux affiliés au Macromolecules Innovation Institute (MII).

Leur victoire était dans la catégorie "la plus fantaisiste".

"Dans le cadre de la rigueur impliquée dans la recherche scientifique, je veille toujours à maintenir l'exactitude de mes résultats originaux", a déclaré Hosseini. "Cependant, ce concours a été très libérateur. Il m'a donné l'occasion de prendre mes résultats de microscopie électronique à balayage et de les modifier légitimement de la manière que j'ai choisie. C'était libérateur et amusant d'exprimer mon style artistique. Le résultat n'est pas un Monet , mais je suis content que les gens l'aient aimé."

Le concours d'images, intitulé "Plenty of Beauty at the Bottom", est organisé chaque année par NNCI pour célébrer la Journée nationale des nanomètres, qui a eu lieu le 9 octobre 2021. Financé par la National Science Foundation, le NNCI est un réseau de 16 sites partout au pays qui se consacrent au soutien de la recherche et du développement en nanosciences et nanotechnologies. Le centre NanoEarth de Virginia Tech fait partie de ce réseau, travaillant à faire progresser l'infrastructure des nanotechnologies terrestres et environnementales. Cette image a été capturée à l'aide d'un microscope électronique à balayage (SEM) qui fait partie du Laboratoire de caractérisation et de fabrication à l'échelle nanométrique (NCFL) du Virginia Tech Corporate Research Center. Ce SEM est le dernier ajout à la suite d'instruments du NCFL, qui est une initiative de l'Institute for Critical Technology and Applied Science. Le NCFL permet aux chercheurs de l'Université d'accéder à des instruments de pointe, notamment des microscopes électroniques de pointe, des microscopes optiques et plusieurs techniques spectroscopiques.

Le développement du revêtement de surface protecteur a commencé il y a plus d'un an, lorsque la pandémie de coronavirus en était à ses débuts. Travaillant au sein d'une équipe qui comprenait un autre doctorant, Saeed Behzadinasab, l'objectif des chercheurs était de trouver un moyen d'empêcher la propagation du COVID-19 via des surfaces contaminées. Le revêtement qu'ils ont produit peut inactiver avec succès le virus (SARS-CoV-2) lorsqu'il atterrit sur une surface solide, de sorte que lorsqu'une personne touche plus tard la surface, le virus ne peut pas l'infecter.

En étudiant le comportement et les performances de leur revêtement de surface, les chercheurs en ont capturé des images à l'échelle microscopique. Hosseini a expliqué :"L'invitation au concours NNCI m'a motivé à sélectionner l'une des images au microscope électronique à balayage de mes revêtements et à la modifier selon les critères du concours. Mon cerveau était rempli d'idées puisque j'avais récemment conçu une couverture qui a été décernée à notre article publié dans ACS Biomaterials Science &Engineering . J'ai trouvé une idée de lotus en quelques minutes et cela a très bien fonctionné."

Fait intéressant, les chercheurs avaient initialement développé un revêtement brun très prometteur. Cependant, après avoir effectué des tests auprès des consommateurs, il est devenu clair que le public serait plus susceptible d'utiliser un revêtement transparent plutôt que brun. Le groupe de recherche de Ducker a été inspiré pour produire un autre revêtement, qui cette fois serait transparent. Comme l'a dit Hosseini, "Il est ironique que le revêtement invisible ait fini par faire l'objet d'art visuel, et ait même reçu un prix pour cela."

Ducker et Hosseini se sont associés à Joseph Falkinham et Myra Williams du Département des sciences biologiques pour tester le revêtement sur une variété d'autres micro-organismes pathogènes. Il s'est avéré particulièrement efficace contre plusieurs bactéries, dont le SARM, une bactérie gênante et résistante aux antibiotiques qui sévit dans les hôpitaux.

Avec son aspect transparent et sa large efficacité antimicrobienne, le revêtement est maintenant un candidat solide pour la commercialisation. En effet, Ducker a fondé une société dédiée à poursuivre la production de ce revêtement de surface à plus grande échelle.

Hosseini et Ducker sont fiers de voir leur image partagée avec la communauté nationale des nanosciences. La reconnaissance montre une appréciation pour leur travail acharné, en plus de leur perspective fantaisiste. Selon la directrice adjointe de NanoEarth, Tonya Pruitt, "Virginia Tech a reçu d'excellentes soumissions au concours d'images NNCI au fil des ans, mais c'est la première année que nous avons un gagnant." + Explorer plus loin

En une heure, le revêtement de surface du professeur inactive le virus qui cause le COVID-19