Как лазерная 3D-печать спасает от инфекций
Учёные Тверского государственного университета (ТвГУ) разработали инновационную технологию создания антибактериальных медных покрытий на поверхностях изделий из нержавеющей стали с использованием лазерной 3D-печати методом селективного лазерного плавления порошка (L-PBF) и компьютерного моделирования.
Как это работает: точность на микроуровне
В мире, всё ещё оправляющемся от последствий пандемии, вопрос санитарной безопасности в общественных местах остаётся критически важным. На этом фоне научное сообщество активно ищет способы минимизировать передачу инфекций через контактные поверхности - дверные ручки, поручни, медицинское оборудование. И вот в этой гонке появился российский прорыв: учёные Тверского государственного университета (ТвГУ) разработали инновационную технологию, объединяющую лазерную 3D-печать и антимикробные свойства меди.
Суть новаторского подхода - в методе селективного лазерного плавления (L-PBF), при котором медь вплавляется точечно в поверхность нержавеющей стали марки 304. Благодаря компьютерному моделированию учёные добились идеального распределения медных включений: покрытие не отслаивается, не требует толстого слоя и расходует материал максимально экономно. Что особенно важно — уже через час после контакта с поверхностью погибают опасные бактерии, включая Escherichiacoli и Acinetobacterbaumannii, известные своей устойчивостью к антибиотикам.
Такой подход - не просто улучшение существующих методов, а качественный скачок в функционализации поверхностей. В отличие от напыления или покраски, где покрытие со временем стирается, лазерное вплавление интегрирует медь в саму структуру металла, обеспечивая долговечность и стабильную эффективность.
Где пригодится: от больниц до метро
Потенциал применения технологии огромен. В первую очередь - медицина: дверные ручки, поручни у кроватей, инструменты хирургов. Но и за пределами клиник решение востребовано. Представьте себе поручни в метро, ручки в автобусах, поверхности в аэропортах или торговых центрах - все они станут «самодезинфицирующимися». Особенно актуально это в условиях роста устойчивых к антибиотикам инфекций и повышенной нагрузки на системы здравоохранения.
Кроме того, технология укрепляет технологический суверенитет России. Локализованное производство таких покрытий снижает зависимость от импортных материалов и открывает возможности для создания отечественных решений в сфере аддитивных технологий - одного из ключевых направлений промышленной модернизации.
Международный контекст
Хотя идея антимикробных покрытий не нова, именно подход ТвГУ выделяется сочетанием эффективности, экономичности и совместимости с промышленными процессами. В Европе и США в последние годы активно исследовались аналоги: импланты с серебряными или цинковыми добавками, лазерная обработка поверхностей, 3D-печать гидрогелей с антибактериальными свойствами. Однако большинство решений остаются на лабораторной стадии или требуют сложной постобработки.
Российская разработка, напротив, уже готова к масштабированию. Исследование поддержано Российским научным фондом (РНФ), а результаты опубликованы в авторитетном журнале ACS PhysicalChemistry, что подтверждает высокий международный уровень работы.
Перспективы: от пилотных проектов до экспорта
Уже в ближайшие 1–2 года возможны пилотные внедрения в медучреждениях и на транспорте. Через 3–5 лет технология может стать стандартом санитарной безопасности в общественных пространствах. А в перспективе - её экспорт: страны Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии и Европы, где растёт спрос на решения для постпандемической инфраструктуры, могут стать целевыми рынками.
При этом учёные не останавливаются на достигнутом. В планах расширение спектра материалов, адаптация под разные типы 3D-принтеров и интеграция с автоматизированными линиями обработки. Это открывает путь к созданию целого класса «умных» поверхностей, способных не только убивать бактерии, но и сигнализировать о загрязнении или износе.
Технология, рождённая в Твери, - яркий пример того, как фундаментальная наука может напрямую влиять на качество жизни миллионов. Она не просто убивает бактерии, она формирует новую парадигму санитарной безопасности: простую, надёжную и доступную. В эпоху, когда технологии всё чаще ставятся на службу человеку, именно такие разработки становятся мостом между лабораторией и реальным миром. И Россия намерена играть в этом процессе одну из ведущих ролей.
