RNA 病毒在空气-水与液-液界面的静电灭活

理解病毒与表面或界面的相互作用十分重要，因为这为受污染表面的清洁与消毒提供了基本原理。然而，此类相互作用的物理学目前知之甚少。例如，长期实验观察表明空气-水界面的存在可普遍灭活并杀死病毒，但其潜在机制仍未知。本文通过理论与模拟表明，静电提供了一种此类机制，且极具普遍性。因此我们预测，当病毒粒子穿过空气-水界面时，其自由能应增加数千个 $k_BT$。我们还表明，病毒接近一般液-液界面时的命运强烈依赖于界面力与静电力的精细平衡，该平衡可通过例如选择不同介质接触含病毒呼吸道液滴来调节。我们提出这些结果可用于设计有效的表面消毒策略。有趣的是，可调性要求静电力与界面力随病毒尺寸以相似方式缩放，当电荷如流感病毒与所有冠状病毒等 RNA 病毒中那样呈双壳分布时自然满足。