Самоочищающиеся поверхности космических аппаратов для борьбы с микробами
AstroNews.ru - 24 Мая 2022 09:21:18
Астронавты живут и работают на орбите вместе с различными популяциями микроорганизмов, которые могут представлять серьезную угрозу здоровью и даже структурной целостности космических кораблей. Для борьбы с этими невидимыми безбилетниками в рамках проекта под руководством ЕКА разрабатываются покрытия, уничтожающие микробов и пригодные для использования в кабинах космических кораблей.
Микробиологическое исследование поверхностей на орбитальном форпосте выявило десятки различных видов бактерий и грибков, включая такие опасные патогены, как золотистый стафилококк - известный как возбудитель кожных и респираторных инфекций, а также пищевых отравлений.
Эти микроорганизмы могут стать причиной болезни даже космического корабля, а не только астронавтов. Бактерии и грибки создают «биопленки» - сродни налету на зубах - которые, в свою очередь, могут потускнеть и разъесть металл и стекло, а также пластик и резину.
Эта проблема остро встала еще во времена предшественницы МКС, космической станции «Мир», когда микроорганизмы разрастались на частях скафандров, изоляции кабелей и даже на уплотнителях иллюминаторов.
«Поскольку иммунная система космонавтов подавлена микрогравитацией, микробные популяции в будущих длительных космических миссиях должны строго контролироваться», - объясняет инженер по материалам ЕКА Малгожата Холинска. «Поэтому Секция физики и химии материалов ЕКА сотрудничает с Итальянским институтом технологий (Istituto Italiano di Tecnologia, IIT) для изучения антимикробных материалов, которые можно будет добавлять на внутренние поверхности кабин».
Команда IIT начала работу над оксидом титана, также известным как «титания», который используется, например, в самоочищающемся стекле здесь, на Земле, а также в гигиенических поверхностях. Когда оксид титана подвергается воздействию ультрафиолетового света, он расщепляет водяной пар в воздухе на «свободные радикалы кислорода», которые разъедают все, что находится на поверхности, включая мембраны бактерий.
«Бактерии инактивируются в результате окислительного стресса, вызванного этими радикалами», - говорит Мирко Прато из IIT. «Это преимущество, потому что все микроорганизмы без исключения подвержены их воздействию, поэтому нет шансов, что мы повысим устойчивость бактерий так же, как некоторые антибактериальные материалы».
Выбор оксида титана был обусловлен предыдущими исследованиями антимикробных покрытий для больниц. Команда исследует метод «допинга» соединения; настраивая его рецепт, чтобы увеличить его чувствительность к видимой части светового спектра.