17 декабря 2025
Ученые Тверского государственного университета совместно с зарубежными коллегами под руководством профессора кафедры общей физики Сдобнякова Н.Ю разработали технологию создания медных антибактериальных покрытий нового поколения на поверхности нержавеющей стали с применением лазерной 3D-печати и компьютерного моделирования. Разработка может быть использована в медицине, транспорте и общественных пространствах для борьбы с распространением опасных бактерий.
Поверхности, с которыми человек контактирует ежедневно — поручни, дверные ручки, медицинское оборудование, — являются одним из ключевых источников передачи инфекций. Медь давно известна своими выраженными антимикробными свойствами, однако традиционные способы нанесения медных покрытий отличаются высокой стоимостью и могут ухудшать механические характеристики изделий.
Основу новой разработки ТвГУ составляет метод лазерного плавления порошка (L-PBF), позволяющий точечно «вплавлять» медь в поверхность нержавеющей стали марки 304. Такой подход обеспечивает экономный расход материала, высокую адгезию покрытия и отсутствие дефектов.
В ходе работы исследователи выполнили полный цикл исследований — от 3D-печати и микроструктурного анализа до молекулярно-динамического моделирования. Было показано, что при сверхбыстром нагреве и охлаждении медь активно сегрегирует на поверхность стали, образуя так называемые «медные островки», которые и обеспечивают выраженный антибактериальный эффект.
Биологические испытания подтвердили высокую эффективность разработанных покрытий: полная инактивация бактерий Escherichia coli и Acinetobacter baumannii происходила в течение одного часа контакта с поверхностью.
Разработанная технология позволяет модифицировать уже готовые металлические изделия и обладает потенциалом для создания покрытий с дополнительными свойствами — повышенной коррозионной стойкостью и биосовместимостью, — отметил ректор ТвГУ Дмитрий Беспалов.
В дальнейшем ученые планируют расширить спектр материалов и адаптировать метод под различные области применения.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Результаты опубликованы в международном журнале ACS Physical Chemistry Au (Q1, Scopus).