Les surfaces peuvent être conçues avec des propriétés antivirales pour atténuer le COVID-19

Si une gouttelette respiratoire d’une personne infectée par le COVID-19 tombe sur une surface, elle devient une source possible de propagation de la maladie. Ceci est connu comme la voie fomite de propagation de la maladie, dans laquelle la phase aqueuse de la gouttelette respiratoire sert de milieu pour la survie du virus.

La durée de vie de la gouttelette respiratoire dicte la probabilité qu’une surface propage un virus. Alors que 99,9% du contenu liquide de la gouttelette s’évapore en quelques minutes, un film mince résiduel qui permet au virus de survivre peut être laissé derrière.

Cela soulève la question: est-il possible de concevoir des surfaces pour réduire le temps de survie des virus, y compris le coronavirus responsable du COVID-19? Dans Physics of Fluids, d’AIP Publishing, les chercheurs de l’IIT Bombay présentent leurs travaux explorant comment le taux d’évaporation des films minces résiduels peut être accéléré en ajustant la mouillabilité des surfaces et en créant des microtextures géométriques sur celles-ci.

Une surface conçue de manière optimale entraînera une décroissance rapide de la charge virale, ce qui la rendra moins susceptible de contribuer à la propagation des virus.

« En termes de physique, l’énergie interfaciale solide-liquide est améliorée par une combinaison de notre ingénierie de surface proposée et l’augmentation de la pression de disjonction dans le film mince résiduel, ce qui accélérera le séchage du film mince », a déclaré Sanghamitro Chatterjee, auteur principal et un stagiaire postdoctoral au département de génie mécanique.

Les chercheurs ont été surpris de découvrir que la combinaison de la mouillabilité d’une surface et de sa texture physique détermine ses propriétés antivirales.

«L’adaptation continue de l’un de ces paramètres ne permettrait pas d’obtenir les meilleurs résultats», a déclaré Amit Agrawal, co-auteur. « L’effet antiviral le plus conducteur se situe dans une plage optimisée de mouillabilité et de texture. »

Alors que des études antérieures rapportaient des effets antibactériens en concevant des surfaces superhydrophobes (repoussent l’eau), leurs travaux indiquent que la conception de la surface antivirale peut être obtenue par hydrophilicité de la surface (attire l’eau).

«Notre travail actuel démontre que la conception de surfaces anti-COVID-19 est possible», a déclaré Janini Murallidharan, co-auteur. « Nous proposons également une méthodologie de conception et fournissons les paramètres nécessaires pour concevoir des surfaces avec les temps de survie des virus les plus courts. »

Les chercheurs ont découvert que les surfaces avec des piliers plus hauts et plus serrés, avec un angle de contact d’environ 60 degrés, présentent l’effet antiviral le plus fort ou le temps de séchage le plus court.

Ce travail ouvre la voie à la fabrication de surfaces antivirales qui seront utiles dans la conception d’équipements hospitaliers, d’équipements médicaux ou de pathologie, ainsi que de surfaces fréquemment touchées, comme les poignées de porte, les écrans de smartphone ou les surfaces dans des zones sujettes aux épidémies.

«À l’avenir, notre modèle pourra facilement être étendu aux maladies respiratoires comme la grippe A, qui se propage par transmission fomite», a déclaré Rajneesh Bhardwaj, co-auteur. « Puisque nous avons analysé les effets antiviraux par un modèle générique indépendant de la géométrie spécifique de la texture, il est possible de fabriquer toutes les structures géométriques basées sur différentes techniques de fabrication – faisceaux d’ions focalisés ou gravure chimique – pour obtenir le même résultat. »