Почему латунная ручка обеззараживает себя сама

В 1983 году микробиолог американской больницы попросила студентов взять мазки с дверных ручек. Старые латунные оказались почти чистыми, а новенькие стальные были густо засеяны бактериями. Объяснение нашлось в свойстве меди, которое описали ещё в XIX веке и которое строители больниц за полвека успели забыть.

Ручка, которой касаются все

Дверную ручку в поликлинике или офисе за день сжимают десятки, а то и сотни ладоней. Каждая оставляет на металле немного пота, кожного жира и микробов, и следующая рука забирает часть этого груза с собой. Медики давно относят ручки, кнопки лифтов и поручни к самым опасным поверхностям в здании: их никто не протирает после каждого касания.

При этом большая часть современной фурнитуры сделана совсем не из того металла, что сто лет назад. Массовые ручки отливают из цинкового сплава и покрывают хромом или никелем, встречаются алюминий, нержавеющая сталь и пластик. Латунь сохранилась в основном в классических интерьерах и коллекциях фабрик, которые работают с ней десятилетиями. К ним относятся итальянские производители: дверную ручку Olivari, например, делают из латуни, причём компания занимается этим больше века. Для того, о чём пойдёт речь дальше, разница между латунью и сплавом «под латунь» принципиальна.

Что заметил швейцарский ботаник

В 1893 году Карл Вильгельм фон Негели изучал водоросль спирогиру и обнаружил, что она гибнет в воде, где лежал кусочек меди или серебра. Концентрация металла при этом была настолько мала, что химический анализ того времени её почти не улавливал. Негели назвал явление олигодинамическим эффектом, от греческих слов «олигос» (малый) и «динамис» (сила). Термин означает действие ничтожных количеств вещества.

Практика опередила теорию на тысячи лет. В египетском папирусе Эдвина Смита, медицинском тексте середины второго тысячелетия до нашей эры, медь упоминается как средство для обработки ран и обеззараживания питьевой воды. Серебряная монета в кувшине с молоком тоже появилась задолго до микроскопа. Никто не знал, почему это работает, но молоко скисало медленнее.

Как медь убивает микроб

Механизм удалось разобрать только в последние десятилетия, во многом благодаря работам Билла Кивила из Саутгемптонского университета. Когда бактерия оказывается на поверхности меди или её сплава, ионы металла повреждают клеточную мембрану. Клетка начинает терять калий и другие необходимые вещества, внутри неё образуются агрессивные формы кислорода, и в итоге разрушается генетический материал.

Последний пункт важнее, чем кажется. Из-за распада ДНК погибшая бактерия не успевает передать соседям гены устойчивости к антибиотикам, а на других поверхностях такой обмен идёт без помех.

Процесс не мгновенный. На чистой меди золотистый стафилококк, в том числе устойчивый к метициллину, погибает за десятки минут, на латуни дольше, порядка нескольких часов: чем меньше в сплаве меди, тем медленнее эффект. Для сравнения, на нержавеющей стали те же бактерии в лабораторных опытах оставались жизнеспособными сутками.

С вирусами картина похожая. В 2020 году американские исследователи сравнили, сколько живёт возбудитель COVID-19 на разных материалах. На меди жизнеспособного вируса не оставалось уже через четыре часа, на пластике его находили спустя трое суток.

Нержавейка ничего подобного не делает. Для микроба это просто гладкая твёрдая поверхность.

Проверка в больничных палатах

Опыт 1983 года провела Филлис Кун, микробиолог больницы Хамот в Пенсильвании. Поводом стал ремонт: старые латунные ручки и накладки на дверях меняли на стальные, которые выглядели современнее и, как считалось, гигиеничнее. Мазки показали обратное. Кун опубликовала статью с осторожным заголовком о том, не могут ли дверные ручки быть источником больничных инфекций, но на неё долго почти не обращали внимания.

Вернулись к теме в 2000-х. В бирмингемской больнице Селли-Оук на время эксперимента заменили сиденья унитазов, дверные накладки и краны на медные, и микробов на них оказалось на 90–100% меньше, чем на обычных. В 2008 году Агентство по охране окружающей среды США зарегистрировало медь и ряд её сплавов как первый твёрдый материал, которому официально разрешено заявлять противомикробные свойства.

Самым убедительным выглядит исследование 2013 года, проведённое в отделениях реанимации трёх американских больниц. Там считали уже не колонии в чашках Петри, а заболевших пациентов. В палатах, где кровати, столики и кнопки вызова были медными, внутрибольничных инфекций оказалось на 58% меньше. Выборка была небольшой, и критики на это указывали, но направление результата совпадает со всеми лабораторными данными.

Почему латунь ушла с дверей

Причины скорее бытовые, чем научные. Латунь дорогая и тяжёлая, со временем темнеет и требует полировки. Цинковый сплав дешевле, хорошо льётся в сложные формы, а хромированная поверхность десятилетиями сохраняет блеск. Во второй половине XX века блеск стал ассоциироваться с чистотой: стальная ручка выглядела стерильной, латунная со следами пальцев казалась запущенной.

Вышло наоборот. Хромированная ручка просто легко моется, но между уборками ничего не делает.

Как выбрать ручку, которая действительно работает

Противомикробный эффект возникает только при прямом контакте микроба с медным сплавом. Отсюда несколько практических следствий, которые полезно знать перед покупкой.

• Цвет ничего не говорит о материале. Золотистое покрытие на цинковом сплаве выглядит как латунь, но свойствами меди не обладает. Помогает вес: плотность латуни около 8,5 г/см³, цинкового сплава — примерно 6,7, поэтому цельнолатунная ручка заметно тяжелее в руке.
• Лак, хром, никель и вакуумное напыление закрывают металл. Многие латунные ручки покрывают прозрачным лаком, чтобы они не темнели, и это полностью отключает эффект.
• Потемнение не означает, что ручка перестала работать. Окисленная латунь действует медленнее полированной, но продолжает действовать.
• Жирная плёнка мешает контакту. Ручку всё равно нужно мыть, просто без агрессивных средств, которые портят поверхность.

Отдельно стоит развеять ожидание, что медная ручка заменит мытьё рук. Эффект растянут на минуты и часы, а в людном коридоре следующая ладонь появляется через несколько секунд. Латунь снижает общую нагрузку микробов на поверхности, но не делает её стерильной в каждый момент времени.

У старых латунных ручек в подъездах дореволюционных домов часто видно светлое пятно ровно там, где их сжимают чаще всего. Ладони годами стирают окисную плёнку, и в этом месте металл остаётся открытым.