Des chercheurs ont développé un film plastique mince, flexible et nanotexturé, capable de détruire les virus par simple contact. Inspirés de la surface des ailes d’insectes, les motifs nanométriques intégrés au matériau étirent puis déchirent l’enveloppe des virus lorsqu’ils s’y déposent, entraînant leur destruction complète. Cette technologie pourrait constituer une alternative prometteuse aux désinfectants chimiques pour le nettoyage des surfaces fréquemment manipulées, telles que les écrans de smartphone ou les équipements médicaux.
Les surfaces de contact demeurent l’une des voies de transmission des maladies infectieuses. Des bactéries et des virus peuvent y persister pendant un certain temps et se transmettre aux personnes qui les touchent — un phénomène mis en lumière lors de la pandémie de COVID-19, même si la transmission aérienne est aujourd’hui considérée comme prédominante.
Les stratégies actuelles visant à limiter la propagation microbienne reposent principalement sur le nettoyage à l’aide de désinfectants chimiques. Or, ces produits doivent rester humides pendant une durée suffisante pour être pleinement efficaces, ce qui restreint leur usage dans certains environnements.
Par ailleurs, des surfaces fraîchement désinfectées peuvent être rapidement recontaminées. Les substances chimiques employées, souvent agressives, sont susceptibles d’endommager les matériaux et d’avoir des impacts sur l’environnement. Leur utilisation peut aussi accroître le risque de résistance microbienne aux traitements.
Pour pallier ces limites, la modification des surfaces antivirales a été envisagée. Elle consiste généralement à incorporer des composés tels que le graphène ou l’acide tannique dans des équipements de protection individuelle — masques, gants, lunettes, casques ou respirateurs.
Cependant, si ces revêtements contribuent à freiner la propagation des virus, ils ne sont pas exempts de risques : leur cytotoxicité potentielle soulève des interrogations, tout comme leur impact environnemental lié au lessivage des composés actifs. En outre, leur efficacité tend à diminuer à mesure que ces substances se dissipent.
Des chercheurs de l’Université RMIT, en Australie, proposent une approche différente : modifier la nanostructure d’un film plastique antiviral, destiné à recouvrir les surfaces de contact sous la forme d’un revêtement souple et peu coûteux. « À mesure que les outils de nanofabrication s’améliorent, nos résultats permettent de mieux identifier les nanostructures les plus efficaces pour tuer les virus », explique Samson Mah, auteur principal de l’étude et doctorant au sein de l’université, dans un communiqué.
« On pourrait un jour recouvrir des surfaces comme les écrans de téléphone, les claviers et les tables d’hôpital avec ce film, qui tuerait les virus au contact sans recourir à des produits chimiques agressifs », ajoute-t-il.
Des matériaux nanostructures fixant et déchirant les virus
L’objectif initial des chercheurs australiens était de concevoir une surface suffisamment lisse pour empêcher l’adhérence des germes. Ils se sont pour cela inspirés des propriétés hydrofuges et autonettoyantes des ailes de cigales et des libellules. Mais leurs observations ont révélé un phénomène inverse : les bactéries adhéraient davantage aux surfaces très lisses.
Leurs travaux ont montré que les propriétés bactéricides de ces ailes tiennent moins à leur composition chimique qu’à leur topographie nanoscopique. « Bien que ces ailes soient autonettoyantes, elles agissent moins en repoussant les bactéries qu’en tant que bactéricides naturels. Autrement dit, elles tuent les bactéries », explique, dans un article publié dans The Conversation, Elena Ivanova, professeure émérite de physique à l’Université RMIT et directrice de l’étude.
Des recherches antérieures avaient déjà établi que du silicium recouvert de nanoparticules pouvait détruire efficacement les membranes cellulaires bactériennes par étirement et déchirure. Toutefois, la rigidité de ce matériau en limitait l’application à des surfaces complexes.
Dans leur nouvelle étude publiée dans la revue Advanced Science, les chercheurs décrivent une surface acrylique flexible, structurée de nanopiliers capables de saisir et d’étirer l’enveloppe externe des virus jusqu’à ce qu’elle se rompe, provoquant leur destruction par action mécanique.
« Mes collègues et moi avons créé une surface en plastique mince dotée de structures à l’échelle nanométrique — de l’ordre du milliardième de mètre — qui imitent la texture des ailes d’insectes et peuvent rompre physiquement les virus », précise Ivanova dans The Conversation.
94 % des virus éliminés en une heure
Les chercheurs ont évalué l’efficacité de ce matériau contre le virus parainfluenza humain 3 (hPIV-3), responsable de la bronchiolite et de la pneumonie. Leurs résultats montrent qu’environ 94 % des particules virales sont détruites ou suffisamment endommagées pour ne plus pouvoir se répliquer dans l’heure suivant leur contact avec la surface.
Image microscopique d’une cellule virale rompue par la surface nanotexturée. © Université RMIT
L’équipe a également mis en évidence que la distance entre les nanopiliers était plus déterminante que leur hauteur dans l’efficacité antivirale. « En modifiant l’espacement et la hauteur des nanopiliers, nous avons constaté que leur densité jouait un rôle bien plus crucial que leur taille pour briser les virus », souligne Mah.
L’effet antiviral s’avère maximal lorsque les nanopiliers sont espacés d’environ 60 nanomètres. À 100 nanomètres, il diminue, et à 200 nanomètres, il devient quasiment nul.
Le matériau semble en outre compatible avec une production à grande échelle, pouvant notamment être fabriqué en rouleaux industriels, à l’image des films plastiques utilisés dans l’emballage alimentaire. « Notre moule est adaptable à une fabrication en continu, ce qui ouvre la voie à une production massive de films plastiques antiviraux avec les équipements existants », précise Mah.
Ces résultats restent toutefois limités au hPIV-3, un virus enveloppé, dont la membrane lipidique est particulièrement vulnérable à ce type d’action mécanique. Les prochaines recherches viseront à tester l’efficacité du dispositif sur des virus plus petits et non enveloppés, réputés plus résistants. Des essais supplémentaires seront également nécessaires pour évaluer son comportement sur des surfaces courbes, la topologie pouvant influencer l’espacement des nanopiliers.
