راز ماده برنده جایزه نوبل؛ سلاحی قدرتمند علیه باکتری ها
رکنا: پژوهشگران سوئدی با استفاده از چارچوب‌های فلزی-آلی، ماده برنده جایزه نوبل 2023 موفق به ابداع روشی جدید برای از بین بردن باکتری‌ها شدند، بدون نیاز به آنتی‌بیوتیک‌ها یا فلزات سمی.
به گزارش رکنا، محققان سوئدی موفق شدند با بهره‌گیری از یک ماده برنده جایزه نوبل ، به روش جدیدی برای نابودی باکتری‌ها دست پیدا کنند.
چالش جدی مراقبت‌های بهداشتی با رشد باکتری‌ها
باکتری‌ها زمانی که بر روی سطوح مختلف مستقر می‌شوند، می‌توانند مشکلات جدی برای حوزه بهداشت و درمان ایجاد کنند. به خصوص در مواردی که این باکتری‌ها روی ابزارهای پزشکی مانند کاتترها یا ایمپلنت‌ها رشد می‌کنند. در چنین شرایطی، آن‌ها مشکلات بزرگی از جمله عفونت‌های بیمارستانی را به وجود می‌آورند. محققان در دانشگاه صنعتی چالمرز (Chalmers University of Technology) سوئد، راهی نوین برای مقابله با این چالش یافته‌اند.
کشف ماده‌ای جدید برای مقابله با باکتری‌ها
این شیوه جدید به جای استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها یا فلزات سمی، از ماده‌ای بهره می‌گیرد که در تحقیقات اخیر توجه ویژه‌ای به خود جلب کرده است: چارچوب‌های فلزی-آلی، که برنده جایزه نوبل امسال شدند. این مواد به گونه‌ای عمل می‌کنند که باکتری‌ها را پیش از چسبیدن به سطوح، سوراخ کرده و نابود می‌کنند.
چرا بیوفیلم‌ها اهمیت زیادی دارند؟
وقتی باکتری‌ها موفق به چسبیدن به سطحی شوند، شروع به تکثیر کرده و لایه‌ای چسبناک و محافظ به نام «بیوفیلم» (Biofilm) تشکیل می‌دهند. این لایه نه تنها از باکتری‌ها محافظت می‌کند بلکه باعث می‌شود از بین بردن آن‌ها بسیار دشوار شود. این بیوفیلم‌ها به ویژه در محیط‌های مرطوب رشد بیشتری دارند و مشکلات متعددی را در بخش درمانی و حتی صنایع دیگر ایجاد می‌کنند.
برای مثال، باکتری‌ها می‌توانند به تجهیزات پزشکی مانند کاتترها و ایمپلنت‌های دندان بچسبند و باعث بروز عفونت‌های بیمارستانی شوند. در سطح جهانی، این پدیده نه تنها باعث افزایش هزینه‌های درمان می‌شود بلکه خطر مقاومت آنتی‌بیوتیکی را نیز افزایش می‌دهد.
مشکلات ناشی از بیوفیلم‌ها در ابعاد گسترده‌تر
علاوه بر حوزه سلامت، بیوفیلم‌ها در صنایع دریایی نیز مشکل‌ساز هستند. برای مثال، این لایه‌ها می‌توانند بر بدنه کشتی‌ها تشکیل شوند و رشد جلبک‌ها و دیگر موجودات مزاحم را در پی داشته باشند. این موضوع علاوه بر کاهش سرعت کشتی، مصرف سوخت را نیز افزایش می‌دهد و به محیط دریایی آسیب می‌زند، زیرا از رنگ‌های ضد رسوب سمی استفاده می‌شود که می‌توانند به آب‌های دریایی نشت کنند.
همچنین در سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی، بیوفیلم‌ها باعث گرفتگی، خوردگی، کاهش کارایی سیستم‌ها و افزایش مصرف انرژی می‌شوند.
نقش چارچوب‌های فلزی-آلی در حل این مسائل
محققان دانشگاه چالمرز برای مقابله با این مشکلات، از نانوساختارهایی مبتنی بر چارچوب‌های فلزی-آلی استفاده کرده‌اند که به طور مکانیکی باکتری‌ها را از بین می‌برند. این مواد به نوعی عمل می‌کنند که همانند میخ‌های ریز، باکتری‌ها را شکافته و نابود می‌کنند.
ژجیان کائو (Zhejian Cao)، محقق ارشد این پروژه، اظهار داشت: «تحقیقات ما نشان می‌دهد که این نانوساختارها می‌توانند به راحتی باکتری‌ها را سوراخ کرده و از بین ببرند. این رویکرد، یک استفاده کاملاً جدید از چارچوب‌های فلزی-آلی به شمار می‌رود.»
این فناوری دارای مزایای گسترده‌ای است، از جمله اینکه می‌توان آن را روی سطوح مختلف اجرا کرده و با مواد دیگر ترکیب کرد. این شیوه بدون نیاز به آنتی‌بیوتیک‌ها یا فلزات سمی، از تشکیل بیوفیلم‌ها جلوگیری کرده و یا آن‌ها را کاهش می‌دهد. به گفته کائو، این روش به مقابله با یکی از مهم‌ترین مشکلات جهان، یعنی مقاومت آنتی‌بیوتیکی، کمک می‌کند.
چیستی و کاربرد چارچوب‌های فلزی-آلی
چارچوب‌های فلزی-آلی، دسته‌ای نوین از مواد هستند که ساختارهایی سه‌بعدی با حفره‌های بزرگ دارند و از ترکیب یون‌های فلزی ساخته شده‌اند. پژوهشگران به دلیل توسعه این مواد، برنده جایزه نوبل شیمی سال ۲۰۲۵ شدند. کاربردهای این مواد بسیار گسترده‌اند؛ از جمله ذخیره‌سازی گازهای زیستی، جذب کربن، تسریع واکنش‌های کاتالیزوری و حتی تولید آب از هوای خشک بیابان. امید می‌رود که این فناوری انقلابی بتواند در حوزه‌های مختلف، به بهبود زندگی انسان‌ها و صنایع کمک کند.
این پژوهش در مجله «Advanced Science» منتشر شده است.
ارسال نظر