Inorganic-based Surface Materials with Anti-SARS-CoV-2 Properties and Their Mechanisms of Action

doi:10.7503/cjcu20220301

Abstract

Abstract:

The COVID-19 outbreak caused by SARS-CoV-2 has posed a serious threat to human health. The widespread of the virus has increased the demand for anti-virus surface materials， especially in public places. This article reviews a series of inorganic surface materials with antiviral properties， including metals and its derivatives， graphene and its derivatives， and zeolites， and their antiviral mechanisms. The challenges and development prospects are summarized and prospected.

Key words: COVID-19, SARS-CoV-2, Antiviral inorganic material

CLC Number:

O614

TrendMD:

LI Dan, XIAO Liping, FAN Jie. Inorganic-based Surface Materials with Anti-SARS-CoV-2 Properties and Their Mechanisms of Action[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(10): 20220301.

Figures/Tables 8

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107	Hutasoit N.， Kennedy B.， Hamilton S.， Luttick A.， Rahman Rashid R. A.， Palanisamy S.， Manuf. Lett.， 2020， 25， 93—97
108	Tremiliosi G. C.， Simoes L. G. P.， Minozzi D. T.， Santos R. I.， Vilela D. C. B.， Durigon E. L.， Machado R. R. G.， Medina D. S.， Ribeiro L. K.， Rosa I. L. V.， Assis M.， Andrés J.， Longo E.， Freitas⁃Junior L. H.， Jpn. J. Med. Sci.， 2020， 1（4）， 47—58
109	Hasan J.， Pyke A.， Nair N.， Yarlagadda T.， Will G.， Spann K.， Yarlagadda P. K. D. V.， ACS Biomater. Sci. Eng.， 2020， 6（9）， 4858—4861
110	Kwok Y. L.， Gralton J.， Mclaws M. L.， Am. J. Infect. Control， 2015， 43（2）， 112—114

Surface/interface	Proposed mechanism of action	Persistence	Ref.
Cu	Not mentioned	No viable SARS?CoV?2， 4 h	［31］
Cu?coated polypropylene filter	Not mentioned	RdRp and E genes of SARS?CoV?2 were not detected， 1 h	［105］
Polymetal alloy containing 85% Cu（Luminore）	Not mentioned	99%， 2 h	［106］
Stainless steel with 20% Cu	Related to the concentration of released Cu ions	99.75%， 3h； 99.99%， 6 h	［58］
Copper coating on steel	Not mentioned	96%， 2 h； 99.2%， 5 h	［107］
CuO coating	Not caused via the leachate， contact between SARS?CoV?2 and CuO is necessary	99.8%， 30 min	［59］
Cu₂O particles bound with polyurethane coated on glass or stainless steel	Not mentioned	99.9%， 1 h	［60］
CuS impregnated Nylon fibers	Inactivated by solid?state CuS， not Cu²⁺	Almost complete protection of cells， 1 h	［61］
Zn²⁺ embedded polyamide 6.6 （PA66） fibers	Zn²⁺inactivate IAV and H1N1 by destabilization of the viral surface proteins	99%， 1 h	［74］
ZnO particles coatings	Not mentioned	>99.9%， 1 h	［73］
Impregnation of Ag nanoparticles onto fabric	Not mentioned	99.99%， 2 min	［108］
SiO₂?Ag composite immobilized in polyvinyl acetate	Ag NPs generated ROS， enhanced by the plasmon?assisted surface mechanism of SiO₂	99.05%， 2 min	［51］
Nanostructured Al 6063 alloy surfaces	Not mentioned	No recoverable viable virus， 6 h	［109］
Graphene oxide functionalized polyurethane or cotton	Not mentioned	99%， 2 h	［94］

Surface/interface	Proposed mechanism of action	Persistence	Ref.
Cu	Not mentioned	No viable SARS?CoV?2， 4 h	［31］
Cu?coated polypropylene filter	Not mentioned	RdRp and E genes of SARS?CoV?2 were not detected， 1 h	［105］
Polymetal alloy containing 85% Cu（Luminore）	Not mentioned	99%， 2 h	［106］
Stainless steel with 20% Cu	Related to the concentration of released Cu ions	99.75%， 3h； 99.99%， 6 h	［58］
Copper coating on steel	Not mentioned	96%， 2 h； 99.2%， 5 h	［107］
CuO coating	Not caused via the leachate， contact between SARS?CoV?2 and CuO is necessary	99.8%， 30 min	［59］
Cu₂O particles bound with polyurethane coated on glass or stainless steel	Not mentioned	99.9%， 1 h	［60］
CuS impregnated Nylon fibers	Inactivated by solid?state CuS， not Cu²⁺	Almost complete protection of cells， 1 h	［61］
Zn²⁺ embedded polyamide 6.6 （PA66） fibers	Zn²⁺inactivate IAV and H1N1 by destabilization of the viral surface proteins	99%， 1 h	［74］
ZnO particles coatings	Not mentioned	>99.9%， 1 h	［73］
Impregnation of Ag nanoparticles onto fabric	Not mentioned	99.99%， 2 min	［108］
SiO₂?Ag composite immobilized in polyvinyl acetate	Ag NPs generated ROS， enhanced by the plasmon?assisted surface mechanism of SiO₂	99.05%， 2 min	［51］
Nanostructured Al 6063 alloy surfaces	Not mentioned	No recoverable viable virus， 6 h	［109］
Graphene oxide functionalized polyurethane or cotton	Not mentioned	99%， 2 h	［94］