Le 'silicium noir' des libellules

Imaginez une chambre d’hôpital,
une poignée de porte ou le plan de travail de la cuisine sans aucune bactérie, sans qu'une goutte de désinfectant ni d'eau bouillante ni même de micros-ondes ne soient nécessaires pour éliminer les microbes.

C'est l'idée derrière une découverte incroyable faite par des scientifiques en Australie. Dans une étude publiée mardi dans la revue Nature Communications (Les Communications de La Nature), ils ont décrit comment une libellule les a amenés à créer une surface nanotechnologique qui annihile les bactéries.

Aeshna affinis

Le tueur de microbes est le silicium noir, une substance découverte accidentellement dans les années 1990 et maintenant considéré comme un matériau semi-conducteur prometteur pour les panneaux solaires. Les scientifiques ont remarqué que sous un microscope à électron, sa surface est une forêt de pointes de 500 nanomètres (500 milliardièmes de mètre) de haut qui déchire les parois cellulaires de n'importe quelle bactérie qui entre en contact avec lui. C'est la première fois qu'on découvre une surface hydrofuge qui ait cette qualité bactéricide.

Anax imperator

 L'année passée, l'équipe menée par Elena Ivanova de l'Université Swinburne de Technologie à Melbourne, a été stupéfaite de constater que les ailes de cigale étaient de puissants éliminateurs de Pseudomonas aeruginsoa - un microbe opportuniste qui infecte également les humains et devient résistant aux antibiotiques.
En y regardant de près, ils ont constaté que la réponse ne se trouve dans aucun composé bio-chimique de l'aile mais dans les "nanopiliers" régulièrement espacés sur lesquels les bactéries sont littéralement déchiquetées en lambeaux lorsqu'elles s'installent sur cette surface. 

Cordulegaster boltonii

Ils sont allés plus loin dans la découverte en examinant les nanostructures surmontant les ailes antérieures d'une libellule australienne (Diplacodes bipunctata). Elles ont des piques un peu plus petites que celles du silicium noir, faisant 240 nanomètres de haut. Les ailes de la libellule et ce silicium ont été testé comparativement en laboratoire et les deux se sont avérés sans pitié envers les bactéries.

Crocothemis erythraea

Lisss au contact d'un doigt humain, ces surfaces détruisent 2 types de bactéries, les Gram positifs et les Gram négatifs, aussi bien que les spores et les parois protectrices de certains microbes dormants. 

Les 3 plus visés sont P. aeruginosa, le fameux Staphylococcus aureus (Staphylo doré) et l'ultra-résistant Bacille subtilis, un germe très répandu dans la terre et cousin de l'Anthrax.

Le rythme de l'élimination s'est effectué sur 450 000 cellules de bactéries par centimètre carré par minute sur un temps d'exposition de 3 heures. C'est 810 fois la dose minimum pour infecter quelqu'un avec S. aureus et 77 000 fois celle de P. aeruginosa!

Si le coût de fabrication du silicium noir est un obstacle, il existe beaucoup d'autres options pour créer des surfaces microbicides à une nano-échelle.

"Des nano-matériaux antibactériens aussi efficaces peuvent être fabriqués sur de grandes surfaces", ont-ils écrit.

By Agence France-Presse
Mardi 26 novembre, 2013 18:24 EST

Dragonflys’ ‘black silicon’ found to be potent germ-killer

Imagine a hospital room, door handle or kitchen countertop that is free from bacteria — and not one drop of disinfectant or boiling water or dose of microwaves has been needed to zap the germs.

That is the idea behind a startling discovery made by scientists in Australia.

In a study published on Tuesday in the journal Nature Communications, they described how a dragonfly led them to a nano-tech surface that physically slays bacteria. The germ-killer is black silicon, a substance discovered accidentally in the 1990s and now viewed as a promising semiconductor material for solar panels.
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