Инновации 18 Октября 2021

В серебряной маске и ковид не страшен

Ученые Балтийского федерального университета имени И. Канта запустили производство бязевых масок, плотно прилегающих к лицу, с нанопокрытием из серебра. Именно такой вариант снижает концентрацию вируса SARS-CoV-2 во вдыхаемом воздухе не на десятки процентов, а на четыре порядка. Инвесторы нашлись на Физтехе
В серебряной маске и ковид не страшен
Исследователи БФУ им. И. Канта в период распространения COVID-19 апробировали новую технологию создания гигиенических масок с напылением наносеребра
БФУ им. И. Канта

Нанопленки, разработанные учеными Балтийского федерального университета (БФУ) имени И. Канта для обеззараживающих повязок в ветеринарии, «выстрелили» во время пандемии. Их используют для производства масок, респираторов с тканевыми посеребренными вкладышами и пытаются распространить технологию шире — на очереди салфетки для общепита, вкладыши в воздушные фильтры для автомобилей и так далее.

Жизнеспособность проекту обеспечило сотрудничество с Государственным научным центром вирусологии и биотехнологии «Вектор». Здесь испытали эффективность использования наноматериалов для усиления противовирусной защиты с помощью масок. «Было показано, что маски, поверхности которых обработаны наноматериалами из серебра, значительно уменьшают вирусную нагрузку, снижают концентрацию вируса более чем на четыре порядка, — рассказал “Стимулу” директор ГНЦ вирусологии и биотехнологий Ринат Максютов в кулуарах Международной научно-практической конференции по вопросам противодействия новой коронавирусной инфекции и другим инфекционным заболеваниям».

magnifier.png «Во время испытаний после нанесения на единицу площади состава с миллионом частиц вируса SARS-CoV-2 было обнаружено всего десять единиц живого вируса, 99,999 процента вирусных частиц погибли»

Ученые БФУ передали коллегам из «Вектора» десять образцов с различными вариантами нанесения нанопокрытия. Наилучшую защиту от вируса обеспечил именно тот, что был интуитивно выбран учеными для выпуска масок с нанопокрытием из серебра весной 2020 года. «Во время испытаний после нанесения на единицу площади состава с миллионом частиц вируса SARS-CoV-2 было обнаружено всего десять единиц живого вируса, 99,999 процента вирусных частиц погибли», — рассказал в беседе со «Стимулом» Александр Гойхман, директор научно-образовательного центра «Функциональные наноматериалы» БФУ. По его словам, было очень непросто организовать эти испытания с учетом того, насколько «Вектор» был загружен работами и исследованиями в связи с пандемией. Помогло руководство Калининградской области, связавшееся с новосибирскими коллегами. «Мы понимали, что серебро обладает бактерицидными свойствами, что убивает вирусы, в том числе вирус гриппа, но было принципиально важно провести испытания именно с вирусом SARS-CoV-2», — отметил Гойхман.

Протестированное серебряное нанонапыление представляет собой пленку толщиной несколько нанометров (одна десятитысячная часть толщины человеческого волоса). Это на порядки повышает площадь покрытия и удешевляет продукт из-за минимального расхода серебра. Размер кластеров серебра достаточно мал, а концентрация на миллилитр объема соответствует той, при которой гибнет вирус гриппа. «Мы получили концентрацию, которая является достоверной противовирусной и, с другой стороны, не оказывает негативного воздействия на организм человека. Нашли баланс правильной концентрации правильных размеров частиц и правильной формы поверхности, — комментирует Александр Гойхман. — Серебро — это благородный металл, оно не вступает в связь с кислородом, или почти не вступает, но при этом является катализатором. Активирует кислород и из обычного двухатомного кислорода мы получаем отдельные ионы кислорода О+. Они очень активны, способны разрушать все, включая вирусы».


МАСКИ ГОЙХМАН.jpg
Директор научно-образовательного центра «Функциональные наноматериалы» БФУ Александр Гойхман в маске с серебряным нанопокрытием
БФУ им. И. Канта

Не только коронавирус, не только серебро

В ходе испытаний покрытие тестировали также на борьбу с кишечной палочкой и тоже получили впечатляющий результат: 98% живых бактерий от соприкосновения с покрытием погибли, рассказал Александр Гойхман. Это открывает возможность использовать технологию для защиты от других инфекционных агентов, распространяющихся воздушно-капельным путем.

Серебро ученые брали для своих разработок как самый дешевый из благородных металлов, исходя из соотношения эффективности и стоимости. Но они уверены, что и золото, и платина, и даже медь обладают аналогичными свойствами. Более того, известно, что другие научные группы разрабатывают бактерицидные и противовирусные материалы на основе меди, но эффективность их ниже.

Напылением серебряного нанопокрытия на ткань ученые ограничиваться не планируют, они готовят целую линейку противовирусных продуктов, которая включает в себя бумажные и пластиковые салфетки, вкладки в воздушные фильтры для автомобилей разных марок для обеззараживания салона.

Маска с чипом

В самом начале пандемии технологический предприниматель Павел Некрашевич, руководитель компании Applied Encapsulation Technologies LLC, взялся разработать систему ранней диагностики COVID-19. Она состояла из двух компонентов. Первый — чувствительный чип размером сантиметр на два: на полимерную пленку наносятся химически чувствительные к вирусу и частям вируса вещества. Этот чип крепится изнутри медицинской маски. Второй компонент — считывающее устройство, спектрофотометр (его можно собрать из имеющихся на рынке комплектующих) и собственное программное обеспечение.


НЕКРАШЕВИЧ1.jpg
Руководитель компании Applied Encapsulation Technologies LLC Павел Некрашевич
ibmst.spbstu.ru

На диагностирование COVID-19 системе требовалось 30 секунд, но в дальнейшем разработчики планировали сократить это время до нескольких секунд. Тогда система могла бы отсеивать предположительно зараженных на транспортных магистралях в других общественных местах.

«К осени первого года пандемии мы разработали два прототипа системы. Один работал с любыми вирусными агентами. Второй исключительно с шипом SARS-CoV-2, так как информация о геноме вируса появилась в научной литературе не сразу. Обе системы были доведены до стадии минимально работающего устройства. Это примерно половина пути к готовому изделию, — рассказал Павел Некрашевич и уточнил, что в инициативную разработку было вложено 1,2 миллиона рублей, а недостающие для завершения работы полмиллиона разработчики пытались собрать путем краудфандинга, но сделать это не удалось.

По словам Павла Некрашевича, что с самого начала работы проект был встречен в штыки. «Мы получили 99,9 процента критики. Нас обвиняли в попытке хайпануть», — говорит он. К слову, такие же упреки получали и калининградские ученые. Другим барьером к продвижению идеи стало то, что разработчики не предусмотрели разработку понятной математической модели, которая показывала бы, на сколько можно снизить распространение нового коронавируса. Это не получилось, в частности, из-за отсутствия финансовой возможности оплатить использование баз данных по пассажиропотокам.

Но самое узкое место разработки — невозможность сделать так, чтобы люди носили именно маски с чипом. Произвести нужное количество масок можно, но без сотрудничества с властями или транспортными компаниями такую задачу решить нельзя. А им неинтересно говорить о прототипе, им нужно понимать результативность внедрения технологии. И проект отложили.

По прошествии полутора лет с начала пандемии Павел Некрашевич задумался о том, чтобы реанимировать разработку, так как, с одной стороны, отслеживая научную литературу, он не увидел, что кто-либо уже решил задачу экспресс-диагностики, то есть разработка не утратила актуальность. С другой стороны, его зацепили высказывания главного врача московской городской больницы № 40 Дениса Проценко о том, что остановить пандемию может помочь ранняя диагностика.

Внедрение этой разработки составило бы альтернативу ПЦР-тестам и QR-кодам, с той лишь разницей, что сейчас между диагностической процедурой и предъявлением QR-кода в общественном месте может пройти несколько дней, в течение которых мог произойти контакт с зараженными. По стоимости применение системы QR-кодов обходится обычному пользователю в полтора-два раза дороже.

Путь к наносеребру

В основе разработки лежат известные на протяжении тысячелетий обеззараживающие свойства благородных металлов. Серебро издавна широко применяется для обеззараживания как самый дешевый из благородных металлов, достаточно вспомнить церковные крестильные чаши или серебряную посуду.

В 1950-е годы были научно доказаны не только бактерицидные, но и противовирусные свойства этого металла.

В 2012 году в Балтийском федеральном университете разработали технологию напыления серебра на ранозаживляющие повязки для животных — напыление буквально вплетается в нити бязи (хлопка), обеспечивая большую контактную поверхность металла при минимальной массе. Университет приобрел оборудование для производства небольших партий ткани с нанонапылением.


ТКАНЬ+ серебро.jpg
Хлопчатобумажная ткань с нанопокрытием из серебра
БФУ им. И. Канта

Весной 2020 года, в начале пандемии, ученые использовали наработки для изготовления 30 тысяч масок и обеспечили ими сотрудников вуза, детские сады, предприятия, органы власти и правопорядка Калининградской области, где расположен университет, но вывести продукт на федеральный уровень тогда не удалось, этот рынок труднодоступен

Приобретя уверенность в эффективности технологии, ученые не стали сразу публиковать результаты своей работы в научных журналах, чтобы сначала развернуть производство, иначе «китайцы прочитают статью и сделают это раньше». Однако поиск инвесторов оказался непростой задачей. По словам Александра Гойхмана, в орбите проекта появлялось и исчезало множество потенциальных инвесторов: «Мы провели более двух десятков встреч с потенциальными бизнес-партнерами, пока не увидели встречный интерес в лице Сергея Ручьева, основателя платформы “Умная страна” и советника председателя совета директоров Физтех-парка».

К моменту встречи с калининградскими учеными Ручьев знал об этих разработках, так как следил за новинками в области работы с нанопленками, а еще раньше, учась на московском Физтехе, занимался именно тематикой нанопленок, но после вуза пошел не в науку, а в предпринимательство и продвижение научных разработок.

magnifier.png Напылением серебряного нанопокрытия на ткань ученые ограничиваться не планируют и готовят целую линейку противовирусных продуктов, которая включает в себя бумажные и пластиковые салфетки, вкладки в воздушные фильтры для автомобилей разных марок для обеззараживания салона

Как пояснил «Стимулу» Сергей Ручьев, он предпочитает оценивать проект в размещенных заказах: «Мы пока не разгоняем машинку, не стремимся заполнить склады продукцией. Задача первого этапа — получить одобрение и доверие к продукту со стороны пользователей».

Причина такого подхода в том, что рынок, в частности рекламный, оказался перегружен предложениями антиковидных продуктов, многие из которых, если не большинство, просто не выдерживают критики. Поэтому стандартные пути через рекламную кампанию и SMM-продвижение оказались просто невозможны.

«Мы прорабатываем маркетинговую стратегию продвижения разработки в поисках рынка сбыта и видим узкие места: рынок сильно перегрет предложениями антиковидного направления, — говорит Сергей Ручьев. — Владельцы ресурсов — Google, Yandex, WhatsApp, Viber, Instagram — поставили запреты и фильтры на акции по продвижению антиковидных продуктов в связи с большим наплывом предложений по этой тематике — часто нелегальных, несертифицированных. Продвигаться в этом секторе очень тяжело. Стоимость привлечения к себе внимания просто колоссальна. Можно попасть в серьезный “шторм” и потонуть».


МИКРОФОТО.jpg
Слева — микрофотография маски с серебром (общий вид), справа — изображение волокон, покрытых серебром, 850-кратное увеличение. Очень хорошо виден контраст волокон, что подтверждает их полное покрытие металлом (органические объекты, такие, как обычные волокна бязи, заряжаются и не дают контрастного изображения при съемке методом электронной микроскопии)
БФУ им. И. Канта

B2B-братство

Поэтому была выбрана другая стратегия — ставка на «B2B-братство». Сергей Ручьев считает наиболее адекватной стратегией для развития проекта партнерские отношения со многими венчурными фондами, институтами развития, государственно-частными партнерствами, которые имеют опыт доведения разработок до стадии проектов. Он видит элемент престижа в том, чтобы в топовых местах — в гостиницах, ресторанах — использовались продукты с серебряным нанопокрытием. «Мы делаем ставку на качественный продукт. Проведем промоакции и доведем информацию о нашем продукте до потенциального потребителя. Дадим попробовать, протестировать. А дальше включится сарафанное радио. То, что это медленная штука, только кажется, — уверен Сергей Ручьев. — Скорость такой волны обгоняет потом все насильственные способы распространения рекламы, когда человеку втюхивают что-то непонятного качества, ненужное ему и идет негативная обратная связь на эти продукты. Как бы красиво продукт ни был упакован рекламными методами, в конечном счете потребитель все равно узнает, хорош ли он».

magnifier.png «Мы провели более двух десятков встреч с потенциальными бизнес-партнерами с целью найти инвесторов для расширения производства масок, пока не увидели встречный интерес в лице Сергея Ручьева, основателя платформы “Умная страна” и советника председателя совета директоров Физтех-парка»

Применяя стратегию B2B-продвижения, важно, отмечает наш собеседник, не сломаться на этапе получения пользовательского одобрения. Перед его глазами за время пандемии прошло много примеров компаний, которые предлагали качественный востребованный продукт и не выдержали подобного «шторма». «В компанию, которая не зацепилась, не пошла в рост, никто вкладывать не будет. Взлетел — молодец, если не взлетел, то, значит, все», — говорит Сергей Ручьев.

Сейчас маска с нанопокрытием из серебра обойдется в 300 рублей, но при масштабировании производства цена будет снижаться. Маску можно носить неделю и даже стирать, но при каждой стирке эффективность падает на 20%

Темы: Инновации

Еще по теме:
01.12.2021
В мире бум интереса к летательным аппаратам вертикального взлета и средствам «продвинутой» авиационной мобильности. Милл...
23.11.2021
У коронавирусной инфекции есть типичная и очень опасная черта: человек болеет несильно, температура небольшая, а потом в...
16.11.2021
Компания «Нанолек» открыла в наукограде Пущино свой первый центр ранней разработки лекарственных биологических препарато...
09.11.2021
Компания — национальный чемпион Краснокамский ремонтно-механический завод продолжает экспансию в новые ниши. Производите...
Наверх