La prolifération des biofilms, ces couches visqueuses protectrices formées par les colonies de microbes, représente un défi majeur dans de nombreux secteurs. Du domaine médical, avec les infections liées aux implants et cathéters, au secteur industriel, où ils encrassent les coques de navires et les canalisations, leur présence engendre des coûts et des risques sanitaires importants.
Jusqu'à présent, la réponse reposait principalement sur des agents chimiques ou des antibiotiques, une stratégie qui alimente en conséquence une irrésistible montée de la résistance bactérienne.
Des cadres métallo-organiques en première ligne
Pour contourner cet écueil, une équipe de l'Université de technologie de Chalmers en Suède a exploré une voie radicalement différente : l'attaque physique. Leur innovation repose sur les cadres métallo-organiques (MOF ou Metal-organic frameworks), une classe de matériaux nanoporeux déjà primée par un Nobel de chimie, décrite dans un article publié dans la revue Advanced Science.
Plutôt que d'utiliser les MOF pour libérer des ions métalliques toxiques ou des agents antimicrobiens, les scientifiques les ont assemblés d'une manière totalement inédite. Ils ont superposé deux couches de MOF en contrôlant précisément leur croissance cristalline.
Ce procédé a permis de faire émerger des nanostructures pointues, de véritables pics à l'échelle nanométrique, dressés à la surface du revêtement. Lorsque des bactéries entrent en contact avec cette surface, leur membrane protectrice est littéralement perforée.
Cette blessure mécanique entraîne leur mort quasi instantanée, sans aucune intervention chimique, ce qui élimine le risque de voir les microbes développer des mécanismes de défense et une résistance.
La mécanique de précision comme arme ultime
Le succès de cette approche réside dans un équilibre délicat. Comme l'explique Zhejian Cao, auteur principal de l'étude, l'espacement entre les pics miniatures est un facteur critique.
« Si la distance entre les pics est trop grande, les bactéries peuvent se glisser entre eux et s'accrocher à la surface sous-jacente », précise-t-il. À l'inverse, un espacement trop faible réduit la pression exercée sur chaque point de contact, un peu comme une personne peut s'allonger sur un lit de clous sans se blesser.
L'équipe a donc dû trouver la configuration idéale pour maximiser l'efficacité de cette action mécanique. Le résultat est une surface capable d'atteindre une efficacité bactéricide de 83 % contre la bactérie E. coli.
Cette méthode se distingue fondamentalement des recherches antérieures, car elle ne dépend d'aucune libération de substance active. C'est une démonstration de force purement physique, où la structure elle-même devient l'arme.
Vers une production à grande échelle ?
Au-delà de son efficacité, cette technologie présente des avantages considérables pour une application industrielle. Contrairement à d'autres nanomatériaux, la fabrication de ces revêtements à base de MOF peut se faire à des températures relativement basses.
Cette caractéristique les rend compatibles avec des matériaux sensibles à la chaleur, comme les plastiques utilisés dans les dispositifs médicaux ou même les plastiques recyclés, ouvrant la voie à une production plus durable.
Les applications potentielles sont évidentes : des implants médicaux plus sûrs, une réduction de la dépendance aux peintures biocides polluantes dans le secteur maritime et une meilleure efficacité des systèmes industriels.
Alors que la résistance aux antibiotiques continue de progresser à l'échelle mondiale, ces surfaces mécaniquement hostiles aux microbes pourraient bien tracer une nouvelle voie pour gagner cette bataille silencieuse.
