对现有抗生素具有耐药性的感染每年导致数十万人死亡。据一些数据显示，由抗生素耐药性细菌引起的医院感染，在发达国家已成为第六大死亡原因。除医疗领域外，农业和生物技术等其他人类活动领域也需要新型抗生素。因此，科学家们正积极研究能够作为替代抗生素的各种材料，以克服细菌的耐药性。氧化铜（CuO）纳米粒子是有前景的候选材料之一，它们对病原微生物表现出高活性，这使其在涂料、织物中以及作为抗菌涂层具有商业应用价值。根据多项评估，此类涂层能在2小时内杀死约99.9%的细菌。
然而，在实践中达到如此创纪录的指标并非易事。该材料的抗菌性能在很大程度上取决于各种外部因素。在俄罗斯科学基金会项目（项目编号 24-16-20039）框架下，俄罗斯坦波夫国立大学（ТГУ）的科学家揭示了化学环境在氧化铜纳米粒子发挥抗菌性能中的关键作用。研究成果发表在《Nanomaterials》杂志上。
“与革兰氏阳性菌不同，具有厚细胞膜的革兰氏阴性菌对化学损伤的防护能力要强得多，这使得对抗它们更加费力。因此，我们选择了革兰氏阴性的大肠杆菌，并尝试模拟纳米氧化铜粒子可能对其产生作用的各种现实条件。我们使用了不同类型的液体介质、不同的胶体粒子稳定剂。此外，我们选用了三种不同形状的粒子——片状、棒状和球形。”该研究的通讯作者、坦波夫国立大学生态与生物技术科研教育中心主任奥尔加·扎哈罗娃（Olga Zakharova）介绍道。
结果发现，决定抗菌作用强度的主要因素不是纳米粒子的大小或形状，而是周围环境的化学成分。在蒸馏水中，所有类型的纳米粒子都表现出最强的抗菌效果。增强氧化铜纳米粒子毒性的一个强力因素是使用了胶体系统稳定剂——十二烷基硫酸钠（SDS），尤其当与另一种介质——LB肉汤结合使用时。有趣的是，同样的稳定剂在水环境中却降低了纳米粒子的抗菌作用。而另一种稳定剂——Triton X100，以及作为环境的生理盐水，则无助于纳米粒子对细菌产生负面影响。甚至在某些情况下还观察到细菌培养物的生长。
据科学家称，所获得的结果可用于基于氧化铜纳米粒子开发用于医疗、农业、食品技术和生物技术的杀菌剂和杀真菌剂以及涂层。这将有可能最大限度地发挥纳米粒子的抗菌潜力——只需正确模拟预期的应用条件即可。未来，科学家计划扩大所研究的病原微生物范围，并将纳米粒子与其化学环境的最有效组合作为对抗它们的新方法申请专利。
