JP2024513334A - 表面の汚染除去用組成物及び方法 - Google Patents

Abstract

表面を抗微生物性にするため、並びに汚染物質から保護するために多孔質及び非多孔質表面に適用されるコーティングを形成するのに有用な方法及び化合物が開示される。コーティングは、単独で又は金属塩などの他の化合物と組み合わせて溶媒中に存在するフェノール化合物から形成される。

Description

本発明は、概して、組成物、並びに微生物及び汚濁物質などの、空気及び液体中の生物学的汚染物質に結合する、及び／又は生物学的汚染物質を不活性化するコーティングの堆積におけるこのような組成物の使用、並びにこれらのコーティングを堆積させる方法に関する。

抗微生物及び汚濁防止材料は医療、商業において個人にとって重要である、それなのに日常の状況では、手袋、マスク、スクラブ、及び白衣などの個人防護具（「ＰＰＥ」）を着用することによって微生物及びそれらの効果への曝露から保護されるだけである。現在、ＰＰＥの最大の課題の１つは、微生物がほとんどの種類の布地に付着し、集まり、これを通過できることである。したがって、人々がマスクを着用する場合、それはウイルス汚染物質が他人に拡散するのを防ぐためであるが、マスクは他の個体から堆積したウイルス汚染物質の拡散を有効には防がない。
迅速な対応が必要な場合、ＰＰＥの完全な再設計は実用的ではない。代わりに、既存のＰＰＥの改善に焦点を当てたアプローチを奨励すべきである。例えば、標準的なサージカルマスクは、２．５ミクロン（μｍ）未満の粒子（ＰＭ_2.5）の約６０～８０％を通す。しかし、高品質Ｎ９５マスクは、小型粒子の９５％超を取り除き、感染を防ぐためのゴールドスタンダードと見なされている。
必要とされているのは、表面が微生物及び汚濁物質を透過しにくくなるマスクなどのＰＰＥの性能を改善するための単純で手頃な価格のアプローチである。実用的であるために、このようなアプローチは、（ｉ）有効に微生物及び汚濁物質に結合する、又はこれらを中和すること；（ｉｉ）製造及び現場の状況での適用に便利であること；（ｉｉｉ）安全な前駆体材料及び組み立てプロセスの利用；（ｉｖ）使用及び処分に安全であること；並びに（ｖ）布地中の全ての繊維への適合性及び接着を達成することを含む目的を達成しなければならない。布地素材以外の表面も、満たさなければならない同様の課題に直面している。したがって、本技術の目的は、とりわけ、汚染、感染、伝播、及び／又は臭気などの微生物の悪影響を最小限に抑えるために、これらの特性を有するマスク、布地、及び表面コーティングを開発することである。

本技術は、抗微生物及び汚濁防止用途のための布地及び表面コーティングに使用されるフェノール化合物に関する組成物、システム、及びプロセスを含む。
フェノール化合物及びコーティングを、基材のコーティングのために様々な方法で合成、展開、及び利用して、様々な生物学的汚染物質及び汚濁物質への結合及びこれらの不活性化を増加させることができる。本明細書で提供される組成物は、基材に接着し、多種多様な天然汚染物質及び微生物に結合する、及び／又はこれらを不活性化することができる。様々な汚染物質及び汚濁物質の結合に関連するこれらの組成物の構成、使用、及び操作は、強い分子接着力が汚染物質をコーティング表面に物理的及び化学的に結合し、単独で、及び抗微生物剤を含めることで汚染物質を物理的及び化学的に不活性化することを可能にするフェノール含有コーティングを伴うことができる。
このようなフェノール含有コーティングを、多孔質及び非多孔質基材上に堆積させることができ、コーティングの組成、厚さ、及び密度を、様々な汚染物質の結合及び不活性化を最適化するように調整することができる。コーティングは、様々な界面活性剤で洗浄し、基材に応じて特定の化学物質を用いて又は摩耗を通して除去することができる。溶液の作製、コーティングの基材上への堆積、フェノール成分及び他の成分の溶液及び液体分散体の使用、コーティングを適用する方法、並びに本明細書に記載されるコーティングを使用して汚染物質を捕捉及び不活性化する方法を含む、フェノール含有コーティングを作製する様々な方法が提供される。

表面をコーティングすることは、表面を組成物と接触させることを含むことができ、組成物はフェノール分子を単独で又は別の化合物と共に含む。組成物は、フェノール分子及び溶媒を組み合わせて溶液を形成することによって作製することができ、他の化合物、溶媒、及び／又は溶液と混合してもよい。その後、溶液を、浸漬、噴霧、拭き取り、注入、ブロッティング、排出、又はコーティングを堆積させるための他の同様の方法を介して表面に適用することができる。その後、堆積されたコーティングは、汚染物質を捕捉、不活性化、結合、又は除去し、その通過を防ぐことができる。コーティングは、０．０１ｎｍ～約１ｍｍの厚さ範囲で作製することができる。
さらなる適用可能性の領域は、本明細書で提供される説明から明らかになるであろう。本概要における説明及び具体例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
本発明のこれらの及び他の特徴、態様及び利点は、本発明の以下の詳細な説明が添付の図面を参照して読まれれば、よりよく理解される。

タンニン酸及び硝酸銀のフェノールコーティングをマスクに適用する方法を示す図である。 タンニン酸及び硝酸銀のフェノールコーティングを布地に適用する方法を示す図である。 金上の様々な組成のフェノールコーティングの結合親和性及びウイルスに対するそれらの結合親和性についての実験結果を示す図である。 シルクマスク上に様々な組成物を適用したことによるウイルス減少についての実験結果を示す図である。 硝酸銀、タンニン酸（フェノール分子、ＴＡ）、及び銀／タンニン酸（Ａｇ／ＴＡ）錯体の水溶液のＵＶ－可視光吸収特性についての実験結果を示す図である。 Ｃ_1s領域においてシリコン上の銀で調製されたフェノールコーティングについての実験的Ｘ線光電子分光結果を示す図である。このピークシフトは、銀とフェノール分子（タンニン酸、ＴＡ）との間の相互作用により生じる。 銀がフェノール分子（タンニン酸、ＴＡ）と相互作用している場合のピークシフトを強調する、銀で調製されたフェノールコーティングについての実験的フーリエ変換赤外分光結果を示す図である。 銀がフェノール分子（タンニン酸、ＴＡ）と相互作用している場合のピークシフトを強調する、銀で調製されたフェノールコーティングについての実験的ラマン分光結果を示す図である。 シリコンウエハ上のフィルムの厚さを示す、銀で調製されたフェノールコーティングの材料特性についての実験的原子間力顕微鏡法の結果を示す図である。 白色背景においてカメラで撮像される、ポリエステル、綿、及び絹上の銀で調製されたフェノールコーティングの無色性についての実験結果を示す図である。 黒色背景においてカメラで撮像される、ポリエステル、綿、及び絹上の銀で調製されたフェノールコーティングの無色性についての実験結果を示す図である。 白色背景においてカメラで撮像される、還元銀ナノ粒子を有するフェノールコーティングと比較した、銀で調製されたフェノールコーティングの無色性についての実験結果を示す図である。 様々な洗浄工程後の絹上の銀で調製されたフェノールコーティングのウイルス減少（Ｐｈｉ６）についての実験結果を示す図である。 タンニン酸及び柿渋を含む様々なフェノールをどのように銀と共に堆積させて絹上に（Ｐｈｉ６に対する）抗ウイルスコーティングを形成することができるかについての実験結果を示す図である。 コーティングのない基材及び硝酸銀溶液にのみ浸漬された基材と比較した、絹、綿、及びポリエステルを含む材料上の大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）に対する銀で調製されたフェノールコーティングの抗微生物性についての実験結果を示す図である。 コーティングのない基材及び硝酸銀溶液にのみ浸漬された基材と比較した、絹、綿、及びポリエステルを含む材料上の黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）に対する銀で調製されたフェノールコーティングの抗微生物性についての実験結果を示す図である。 コーティングのない基材及び硝酸銀溶液にのみ浸漬された基材と比較した、絹、綿、及びポリエステルを含む材料上のサッカロマイセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）に対する銀で調製されたフェノールコーティングの抗微生物性についての実験結果を示す図である。 コーティングのない基材及び噴霧を使用して銀で調製されたフェノールコーティングと比較した、絹、綿、及びポリエステルを含む材料上の大腸菌に対する、浸漬を使用して銀で調製されたフェノールコーティングの抗微生物性についての実験結果を示す図である。 洗浄サイクル数の関数としての、銀で調製されたフェノールコーティングでコーティングされたシャツの左脇の下を、コーティングを有さない右脇の下と比較した、具体的には、丸一日の着用後の知覚された臭いを含む、銀で調製されたフェノールコーティングの防臭特性についての実験結果を示す図である。 様々な化合物と比較した、正規化された臭気比較を含む、銀で調製されたフェノールコーティングの防臭特性についての実験結果を示す図である。 銀で調製されたフェノールコーティングの防臭特性についての実験結果を示す図である。 フェノール及び銀溶液を様々な表面上に同時に又は順次に堆積させるために使用されるデュアルチャンバースプレーボトルを示す図である。

ここで、本発明の例示的な実施形態が示される添付の図面を参照して、本発明をより完全に以下に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に示される代表的な実施形態に限定されると解釈されるべきではない。例示的な実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、本発明の範囲を完全に伝達し、当業者が本発明を作製、使用、及び実施することを可能にするように提供される。
開示される方法に関して、提示されるステップの順序は、本質的に例示的であり、したがって、ステップの順序は、様々な実施形態で異なることができる。本明細書で使用される「ａ」及び「ａｎ」などの単語は、「少なくとも１つ」の品目が存在することを示し、可能であれば、複数のこのような品目が存在し得る。相対的な用語は、図面に示され、本明細書に記載される配向及び配列に加えて、異なる配向又は配列を包含することを意図していることが理解されるであろう。別段に明示的に示されている場合を除き、本明細書の全ての数量は、「約」という単語によって修飾されるものとして理解されるべきであり、全ての幾何学的及び空間的記述語は、技術の最も広い範囲の説明において「実質的に」という単語によって修飾されるものとして理解されるべきである。

「約」は、数値に適用される場合、計算又は測定が値のわずかな不正確性を可能にすることを示す（値の正確性への何らかのアプローチを用いる；およそ又は値にかなり近い；ほぼ）。「実質的に」又は「約」などの相対的な用語は、特定の装置、材料、伝達、ステップ、パラメータ、又は範囲、並びに（当業者によって理解されるように）主張される発明の基本的及び新規な特徴に全体として実質的に影響を及ぼさないものを説明する。何らかの理由で、「約」及び／又は「実質的に」によって提供される不正確性が、この通常の意味で当技術分野では他に理解されない場合、本明細書で使用される「約」及び／又は「実質的に」は、少なくともこのようなパラメータを測定又は使用する通常の方法から生じ得る変動を示す。
この詳細な説明で引用される特許、特許出願及び科学文献を含む全ての文書は、特に明示的に示されない限り、参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれる文書とこの詳細な説明との間にいずれかの矛盾又は曖昧さが存在し得る場合、この詳細な説明が優先する。

本技術の実施形態を説明及び主張するために、含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）、含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）、又は有する（ｈａｖｉｎｇ）などの、非限定的な用語の同義語として、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」というオープンエンドの用語が本明細書で使用されるが、代替的に、実施形態は、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」又は「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」などのより限定的な用語を使用して説明され得る。よって、材料、成分、又はプロセスステップを列挙するいずれの所与の実施形態でも、本技術はまた、本出願では明示的に列挙されていないにもかかわらず、追加の材料、成分又はプロセスを除外し（からなる）、実施形態の重要な特性に影響を及ぼす追加の材料、成分又はプロセスを除外する（から本質的になる）、このような材料、成分又はプロセスステップからなる、又はから本質的になる実施形態を具体的に含む。例えば、要素Ａ、Ｂ及びＣを列挙する組成物又はプロセスの列挙は、要素Ｄが本明細書で除外されるものとして明示的に記載されていないにもかかわらず、当技術分野で列挙され得る要素Ｄを除いて、Ａ、Ｂ及びＣからなる実施形態、並びにＡ、Ｂ及びＣから本質的になる実施形態を具体的に想定する。

本明細書で言及される場合、特に明記しない限り、全ての組成パーセンテージは、全組成物の質量による。範囲の開示は、特に明記しない限り、終点を含み、全範囲内の全ての別個の値及びさらに分割された範囲を含む。よって、例えば、「Ａ～Ｂ」又は「約Ａ～約Ｂ」の範囲は、Ａ及びＢを含む。特定のパラメータ（量、質量パーセンテージ等）についての値及び値の範囲の開示は、本明細書で有用な他の値及び値の範囲を除外するものではない。所与のパラメータについての２つ以上の特定の例示される値は、パラメータについて主張され得る値の範囲についての終点を定義し得ることが想定される。例えば、パラメータＸが値Ａを有すると本明細書で例示され、また値Ｚを有すると例示される場合、パラメータＸが約Ａ～約Ｚの値の範囲を有し得ることが想定される。同様に、パラメータについての値の２つ以上の範囲の開示（このような範囲が入れ子になっているか、重複しているか又は区別されているかにかかわらず）が、開示される範囲の終点を使用して主張され得る値についての範囲の全ての可能な組み合わせを包含することが想定される。例えば、パラメータＸが１～１０、又は２～９、又は３～８の範囲の値を有すると本明細書で例示される場合、パラメータＸが、１～９、１～８、１～３、１～２、２～１０、２～８、２～３、３～１０、３～９などを含む他の値の範囲を有し得ることも想定される。

本技術は、生物学的汚染物質及び汚濁物質の捕捉、濾過、不活性化、汚染除去などにおける使用を含む、様々な方法で使用することができるフェノール含有コーティングを形成及び利用するための組成物及び方法を提供する。本明細書で提供される組成物は、基材及び表面に接着し、その後、それだけに限らないが、気体、液体及び固体媒体中の細菌、ウイルス、プリオン、真菌、タンパク質、花粉、小分子などを含む、多種多様な天然汚染分子、粒子、生物学的実体に結合する、これらを忌避する、不活性化する、濾過する、及び／又は汚染を除去することができる。汚染物質を排除することに関連するこれらの組成物の構成、使用、及び操作は、フェノール含有溶液及びコーティングを伴うことができる。
図２Ａ及び図２Ｂは、ウイルスに対する保護におけるコーティングの有効性を示す。図２Ａは、金上の様々な組成のフェノールコーティングの結合親和性及びウイルス（Ｐｈｉ６）に対するそれらの結合親和性についての実験結果を示す。図２Ａは、コーティングのない金と比較したフェノールコーティングのより高い結合親和性、及びウイルス結合の金属依存性を強調している。具体的には、図２Ａは、タンニン酸を単独で及び様々な金属と共に使用して堆積したコーティングの周波数シフト（第１倍音）及び関連する質量、並びに石英結晶微小重量法によって監視されるウイルスと相互作用するそれらのその後の能力を示す。

図２Ｂは、シルクマスク上にフェノールコーティングの様々な組成物を適用したことによる異なるウイルス（Ｐｈｉ６）負荷（１ｍＬあたりのプラーク形成単位、又はＰＦＵ ｍＬ^-1）におけるウイルス減少についての実験結果を示す。これらの結果は、ウイルス減少に関するフェノールコーティングの金属依存性能を強調している。具体的には、硝酸銀（Ａｇ／ＴＡ）（^*でマークされている）で調製されたフェノールコーティングとインキュベートした場合、最低濃度（１０⁴ＰＦＵ ｍＬ^-1）で検出可能なウイルスはなく、１０²ＰＦＵ ｍＬ^-1がアッセイの最低検出可能濃度であった。
フェノール含有コーティングは、実質的に非多孔質であってもよく、又は多孔質であってもよい。多孔度は、より小さな材料を妨げられることなく通過させながら、定義されたサイズの汚染物質を特異的に捕捉するように、又は細孔が追加のサイズ依存的捕捉部位として作用するように調整することができる。多孔度は、例えば、様々な溶媒及び／又は界面活性剤でコーティングを洗浄すること、反応成分中のより高い又はより低いフェノール濃度を使用すること、反応条件 例えば、温度、体積、圧力）を変化させること、異なるフェノール分子を使用すること、並びに異なる添加剤化合物を使用することによって、細孔の数及びサイズを変化させることを含めて、調整することができる。

添加剤化合物は、汚染物質の不活性化を強化することができ、例えば、抗微生物金属又は有機分子などの抗微生物添加剤を堆積中にコーティングに組み込むことができる。添加剤は耐久性を制御することもでき、鉄、ジルコニウム、又はカチオン性ポリマーなどの、フェノールと強く相互作用する化合物は、大きなｐＨ及び溶媒範囲に対して耐久性を提供する。一方、中性ポリマー、銅、及び同様の成分などの弱相互作用化合物は、洗浄で容易に除去され得るコーティングを生成する。銀などの添加物は、その安全性及び実証された抗微生物有効性のために特に有望であり、フェノールとの相互作用は依然として、汚染物質と相互作用するために利用可能な遊離フェノール残基を残すので、それによって、相乗的な汚染物質捕捉及び不活性化を可能にする。
組成物は、一定範囲の多孔質及び非多孔質表面上にコーティングすることができ、瞬間的に又は１秒～１４４時間超の範囲の長期間にわたって堆積させることができる。コーティング中の組成物は、分子レベルで汚染物質と相互作用することができ、重要なことに、微視的及び巨視的レベルで汚染物質を除去することもできる。コーティングは、ある特定の洗浄プロトコルを通して、例えば、界面活性剤及び機械洗浄及び乾燥によって無傷のままであることができ、十分な濃度の強酸、強塩基、又は強酸化剤を使用したより過酷な洗浄プロトコルで除去することができる。

本出願に開示される新規な組成物及びコーティングは、改善された汎用性、相互作用、安定性、及び他の特性を支配する特定の性能、並びに／又は他の技術の組み込みのために、様々な有機、ポリマー、無機、金属、合成及び生物学的化合物並びに材料を含む他の材料とハイブリダイズすることができるフェノール分子を含むことができる。フェノール分子は、本明細書に開示される新規なコーティングを形成するために、共有結合により重合又は縮合される必要はない。
共有結合による重合は、様々な合成カップリング経路を通してフェノール分子で生じることができ、自発的に生じることができる、又は酸化剤、酸化条件、緩衝液、塩、若しくはｐＨ変化の導入によって促進することができる。フェノール分子の加水分解（断片化）及び縮合（重合）は、フェノール及びフェノール－金属－フェノール架橋による金属キレート化の速度と比較して、遅い速度で自然に生じる。キレート化金属は、文献に十分示されているように、フェノール分子を安定化し、それらの重合及び酸化を防止するのを助けることができる。よって、本フェノール含有コーティングは、縮合又は加水分解された分子を有することができ、重要なことに、コーティングはフィルム形成のために縮合にも加水分解にも依存しない。代わりに、低原子価金属は、フェノール分子間の結合として作用し、基材表面上にコーティングの形成をもたらす。フェノール分子と低原子価金属との相互作用は、銀とタンニン酸フェノール分子との間の相互作用によるピークシフトを示す、図３Ｂ～図３Ｄの分光学結果によって示される。

本フェノール含有コーティングは、主にフェノールと基材表面との相互作用、及びフェノールと重合を妨げる架橋低原子価金属との相互作用を通して堆積及び安定化される。結果として、本明細書に開示されるコーティングの重合は、厳密に５０％未満である、すなわち、フェノール分子の厳密に半分未満が、コーティング形成前に重合する。
本コーティングのより低い重合は、コーティングが一般に数時間から数日間にわたって徐々に成長する漸進的な重合を達成するために溶存酸素及び様々な塩及び緩衝条件を使用する既存のコーティングとはまったく対照的である。フェノール分子が結合して鎖を形成するので、この重合は既存のコーティングのコーティング形成をもたらす。共有結合により重合すると、多くの場合、窒素を含まないフェノール分子のためにＣ－Ｃ及び／又はＣ－Ｏ結合が形成される。ドーパミンなどの窒素含有フェノール分子は、Ｃ－Ｃ、Ｃ－Ｎ、Ｃ－Ｏなどを含む様々な化学反応を通してより容易に重合する。したがって、既存のコーティングは連続的に形成し、コーティング基材から除去された場合、又は前駆体分子が消費された若しくはその反応性を失った場合にのみ停止する一方で、本フェノール含有コーティングは、別個の堆積ステップで形成すると考えられ得る。

重合フェノールは、一部は共有結合のしばしば不可逆的な性質のために、数百ダルトン（Ｄａ）～キロダルトン（ｋＤａ）、さらにはメガダルトン（ＭＤａ）に及び得る。既存の重合フェノールコーティングは、溶存酸素を使用して堆積され、巨視的基材をコーティングすることができ、これは、コーティングの伸長されたネットワークにおけるフェノールポリマーサイズが巨視的であり得ることを示唆している。π－π及び疎水性相互作用などの非共有結合相互作用が、一般にフェノールコーティングに存在するが、これらは一般に様々な溶媒を使用して破壊することができる。
フェノール系コーティングにおける重合は、負の効果を有し得る。例えば、重合は、フェノール分子が汚染物質、結合剤、ドーパント、及び添加剤に結合する能力を低下させ、金属の安定なキレート化を妨げるヒドロキシル基を消費する。さらに、共有結合により重合されたフェノールフィルムは、共有結合による重合及び酸化プロセス中に徐々に成長するので形成するのにはるかに長い時間がかかる傾向があり、より厚いコーティングを形成することができ、これは、工業用途並びに基礎となる基材の通気性及び機能性を妨げる可能性がある。したがって、重合フェノールフィルムは、固体の非多孔質基材上に使用される傾向がある。

銀（Ｉ）及び硝酸銀などの低原子価金属及び低原子価金属塩で調製されたフェノール含有コーティングは、場合によっては、１秒未満で、基材上に迅速に堆積するという利点を有する。低原子価金属は、イオン状態、配位されるとＩ又はＩＩの酸化状態で１＋又は２＋の電荷を有する傾向があり、それぞれ２つ又は４つの部位でキレート剤に結合することができる。低原子価金属を有するこのようなフェノール含有コーティングはまた、最初の堆積後に安定した厚さを有する傾向があり、コーティングは、汚染物質に結合することができる未反応のヒドロキシル部分を残す。低原子価金属を有するコーティングはまた、特定のｐＨも、緩衝液も、塩も、溶存酸素種も必要としない。さらに、銀１＋などの低原子価金属イオンと組み立てられたフェノール含有コーティングは、既存のコーティングに見られるような着色銀ナノ粒子への必要な還元なしに金属イオンをコーティングに組み込むことができるため、無色のままであり得る。先行技術のフェノールコーティングの場合、銀が、銀をコーティングに完全に組み込むことを可能にするために、数時間～数日間の範囲の長期間にわたって事前に形成されたフェノールコーティングとインキュベートされ、これは、工業的変換にとって重要な問題である。銀などの低原子価金属から調製されたフェノール含有コーティングは、コーティングプロセスに使用されるフェノール分子が分子レベルで大部分が無傷のままである追加の利益を有し、これは、分子構築ブロックが広範囲の、しばしば不可逆的な化学変換を受ける共有結合により重合されたフェノールコーティングとは対照的である。

他の重要な特性には、様々な審美的用途のための標準染料として、並びに親水性又は疎水性などの制御された濡れ性を使用した流体輸送、溶媒、酸化還元剤などに対する化学的耐性、導電性フェノール及び添加剤を使用した導電性、液体環境及びスラリーからの貴金属捕捉、及び乾燥環境での水分捕捉などの他の用途と統合するための結合剤として使用される本組成物の能力が含まれる。フェノール分子に基づく組成物は、安全で、非毒性で、無臭であり、小型ハンドヘルド機器からベンチトップ機器、工業用大型機器まで、様々なサイズの機器を用いて表面に適用することができる。
フェノール分子に基づく組成物は、汚染物質の捕捉及び不活性化のための複数の同時分子経路の存在を含む有利な化学的特性を有する。添加剤は、汚染物質と相互作用し、汚染物質を不活性化するために利用可能な分子経路を調節することができる。

フェノール分子は、ヒドロキシル部分、より具体的には、芳香族基上の又は芳香族基に隣接するヒドロキシル基、例えば、フェノール基（ベンゼン環上の１つのヒドロキシル）、カテコール基（ベンゼン環上の２つの隣接するヒドロキシル基）、及びガロール基（ベンゼン環上の隣接する３つのヒドロキシル）、並びに他の組み合わせ及びそれらの誘導体が豊富である。フェノールコーティング上の自由配位部位は、製革業で使用される又はワイン中のタンパク質を沈殿させるためのフェノールなどによる変性を通して、タンパク質、脂質、ウイルス、細菌及び真菌を含む有機汚染物質の捕捉及び不活性化を可能にし、キレート化及び配位を介して、金属、金属粒子、粉塵及び煤粒子などの無機汚染物質の捕捉を可能にする。ヒドロキシル部分は、プロトン化状態に応じてアクセプター又はドナーとして水素結合することができ、花粉、細胞膜、微生物、ポリマー、及び染料などの有機材料の捕捉を可能にする。ヒドロキシル部分はまた、金属及び金属種を個別に、又は隣接する若しくは遠隔のヒドロキシル部分と組み合わせてキレート化し、それによって捕捉することができる。ヒドロキシル部分はまた、プロトン化状態に応じて疎水性力を示すことができ、脂質、プラスチック、プラスチック破片、タンパク質及び微生物などの様々な疎水性汚染物質を捕捉することができる。

フェノール化合物の芳香族領域は、（ｉ）カチオンとπスタックして、金属イオン及び正荷電ポリマー及びタンパク質などの汚染物質の捕捉を可能にすることができ、（ｉｉ）アニオンと相互作用して、いくつかの金属種並びに核酸及びリン脂質膜などの負荷電ポリマーの捕捉を可能にすることができ、（ｉｉｉ）疎水性汚染物質と相互作用して、タンパク質、脂質、プラスチック、生物、染料等、及び同様の汚染物質を捕捉することができる。フェノール化合物の荷電基は、汚染物質と静電気的に相互作用して、花粉などの静電荷を有し得る汚染物質、及び微生物などの電荷を有する他の汚染物質を捕捉及び中和することができる。
フェノールが、ある特定の添加剤と組み合わせた場合、又は汚染物質捕捉後であっても、これらの分子経路を同時に示す能力は、フェノールコーティングが、花粉、ウイルス、及び煤細菌を同時に捕捉するなど、多様な汚染物質を捕捉する必要がある様々なシナリオにおいて広範な用途を有することができることを意味する。これらの相互作用は、網羅的ではなく、コーティングと汚染物質との間に生じ得るいくつかの特定の相互作用を例示するために提供される。

本組成物及び方法は、汚染物質、特に微生物、揮発性有機化合物、並びに金属含有粒子状物質及びエアロゾルの捕捉、排除、及び不活性化に関する当技術分野におけるある特定の欠点及び制限に対処する。当技術分野におけるこれらの欠点には、様々な基材に対する従来の組成物の接着性の欠如、及び汚染物質に対して単一分子相互作用のみを表示することにおける従来の組成物の制限、並びにマスク、フィルタ、及び衣類などの基材の細孔がコーティング後に詰まらないことを確実にするためのコーティングの厚さ制御及びコンフォーマリティ（ｃｏｎｆｏｒｍａｌｉｔｙ）の制限が含まれる。さらに、物理的又は化学的不活性化を通して捕捉及び汚染を除去する能力は、本コーティング技術では容易に利用可能ではない。以下の詳細は、これらの問題を説明するのに役立つ。
空気及び液体の汚染除去は、紫外（「ＵＶ」）光照射、化学処理、又は濾過などの様々な技術を通して実施することができる。濾過は、住宅、工業環境、水処理及び様々な媒体（液体及び気体）などの様々な環境並びに汚染物質に適用可能な比較的安全で安価な技術である。一般に、フィルタは、所望の濾過効率に応じて様々な支持層及び濾過層を含む、異なる有機材料の層から作製される。欠点は、フィルタが典型的にはサイズによる粒子の排除に依存するが、小さな微生物（例えば、ウイルス）、分子汚染物質（例えば、気体及び揮発性有機化合物）、及び小さな粒子状物質などの多くの汚染物質はフィルタを透過することができ、フィルタ繊維上で強力に反応しない又は固定化しないことである。時々、静電繊維がフィルタに使用されるが、電荷は、湿度、気体含有量、又は日光への曝露などの環境条件の変化を通して容易に中和される。中和の結果として、静電繊維は、非荷電汚染物質の捕捉における低下した有効性を有し得、静電繊維は荷電汚染物質との相互作用後に活性を失い得る。結果として、汚染物質がフィルタを通過し得るので、カスタムフィルタ設計又はＵＶ若しくは化学処理との組み合わせが必要である。ＵＶ又は化学処理を使用してフィルタの汚染除去を増強する代替アプローチは、汚染物質に対する高く、広範囲の親和性を有するフィルタ繊維上のコーティングを使用することである。受動的汚染除去が望ましい、壁又は衣服などの、フィルタ以外の材料にも同様の課題が存在する。

理想的には、汚染除去のためにここに開示される組成物などの、コーティングを堆積させるために使用される組成物は、全ての種類の表面で使用可能であり、表面に適用するのが容易であるべきである。出願人の組成物はまた、詰まりを防ぐために、表面及び表面上のあらゆる細孔に対してコンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）である。出願人の組成物は、非毒性であり、ほとんどのフィルタ設計のように粒子状物質濾過にのみ有効であるのと対照的に、多種態様な汚染物質の捕捉、忌避、及び／又は不活性化を可能にする。
さらに、コーティングの組成及び堆積プロセスは、コーティングが適用される基材を害するべきでない。汚染除去コーティングが望ましいが、そのためのコーティングが現在存在しない多孔質材料の重要な例としては、いくつか例を挙げると、合成及び天然繊維マスク、衣類、壁、ドアハンドル、タイル及びグラウトなどの材料、並びに空気清浄器及び浄水器が挙げられる。コーティングは、ウイルス、細菌、真菌、胞子、花粉、気体、揮発性有機化合物、溶媒、排気、粒子状物質、煙、重金属、及び他の同様の汚染物質に対して作用すべきである。しかしながら、これらの汚染物質を濾過することは、現在、そのほとんどがコーティングの一般的な適用性を欠く様々な複雑な濾過及び汚染除去技術を要する。出願人の組成物及びコーティングは、以下の詳細に説明されるように、表面を害さず、多種多様な微生物、汚染物質、及び他の望ましくない状態から保護する堅牢で耐久性のあるコーティングを提供することによって上記課題に対処する。

いくつかのフェノール化合物などの、２つのヒドロキシル残基がベンジル環上で隣接しているカテコール残基、又は３つの隣接ヒドロキシル残基がベンジル環上にあるガロール残基に富む分子を使用して、所望の最終特性及び使用されるフェノールに応じた様々な技術を通してほぼあらゆる基材上に堆積させることができるコーティングを作成することができる。金属を含めてコーティングプロセスを加速することができる。これらの金属及びフェノールハイブリッドコーティングは、生物医学分野のマイクロカプセル製剤に使用することができる。しかしながら、濾過及び汚染除去並びに濾過及び汚染除去に使用される基材への一般化可能性は、コーティングとしてこれまで失敗しており、コーティング目的に使用するために探求されることはめったになく、濾過及び汚染除去に使用される基材は、使用前にめったに修飾されない。さらに、これらの金属及びフェノールコーティングは、ほとんどのコーティングに使用されるプロトタイプの鉄（ＩＩＩ）などの強キレート化金属種によるキレート化を通してフェノール分子の接着性を犠牲にし得る。官能性種によるこれらの金属及びフェノールコーティングの後官能化が可能であるが、フェノール分子の利益はこれらの例で回復しない。最後に、イオン性銀は抗微生物用途のためにフェノールコーティング中で銀ナノ粒子に還元されているが、キレート化銀（ＡｇＩ）は、高い有効性を有する透明で無色の抗微生物コーティングを可能にするためにコーティングにはこれまで使用されていない。

天然フェノールに由来するコーティングも知られている。例えば、基材表面を修飾するために、タンニン酸が使用されている。いくつかのコーティングは、多価（二価及び三価）金属イオン（Ｆｅ３＋、Ｖ３＋、Ｇｄ３＋、Ｃｕ２＋又はＣｒ３＋イオン）の使用を必要とし、コーティングを形成するためにタンニン酸と多価金属イオンとの間で形成される金属－酸素配位結合に依拠する。しかしながら、これらの配位に基づくコーティングは、形成するのに酸性から塩基性へのｐＨ調整を必要とし、ある特定の金属型に制限され、洗浄ステップを通して持続せず、ほとんどの場合着色している。多成分コーティングの一成分として、タンニン酸などのポリフェノールを組み込むコーティングはまた、レイヤーバイレイヤー技術（ｌａｙｅｒ－ｂｙ－ｌａｙｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）と呼ばれる逐次堆積プロトコルによって形成されている。しかしながら、レイヤーバイレイヤーコーティングは、大型高分子を必要とし、一般的に１堆積ステップ当たり１０分程度続く多段階堆積プロセスを伴い、高分子は層に分離され、表面にアクセスしにくく、しばしば混濁性を有する。ポリフェノールのみで構成されるコーティングも重合を介して調製されている。しかしながら、これらの従来のアプローチは、特定のｐＨ及び緩衝条件並びに溶存酸素の存在下でポリフェノールが重合するための長い処理時間を要する。

上記の例では、ポリフェノールコーティングを、コーティング中で元素銀に還元されて、銀ナノ粒子を形成する銀イオン又は銀塩とインキュベートすることができ、これにより銀ナノ粒子の色のために暗い外観がもたらされる。さらに、銀ナノ粒子は本質的に不安定であり、これらのコーティングが洗浄を通して長期に、及び／又は複雑な環境中で使用されるのを妨げる。また、潜在的なマイナスの健康効果のためにナノ粒子を回避することが望ましい。
対照的に、本フェノール含有コーティングは、銀がキレート化状態で保護されるので、変色をもたらすことなく、イオン性銀を利用することができる。ポリフェノールコーティング中で一価金属イオンがキレート化されるこの可能性は、ナノ粒子をもたらさずに可能であると考えられていなかったので、これは驚くべき発見であった。銀イオンは銀ナノ粒子よりも１０倍強力な抗微生物剤であり、キレート化銀は銀イオンよりも１０倍強力であるので、本明細書の開示のような、キレート化銀コーティングを作成する方法は優先度が高い。

イオン性銀及びキレート化銀はまた、透明及び無色であり、これは審美的に及び実用的に有利な特性であり、フェノールなどの強力なキレート剤と使用される場合、他の銀ベース抗微生物技術よりも浸出が少ない。図４Ａ及び４Ｂは、ポリエステル、綿、及び絹上の銀で調製されたフェノールコーティングの無色性についての実験結果を示す。図４Ｃは、還元銀ナノ粒子を有するフェノールコーティングと比較した、銀で調製された本フェノールコーティングの無色性を示す。図３Ａは、硝酸銀、タンニン酸（フェノール分子、ＴＡ）、及び銀／タンニン酸（Ａｇ／ＴＡ）錯体の水溶液のＵＶ－可視光吸収特性についての実験結果を示す。これらの結果は、銀を組み込んだフェノール錯体の可視光範囲の透明度、及びＵＶ範囲の吸光度を強調している。
本技術は、汚染除去目的でのフェノール含有コーティングの形成及び使用を通して前記欠点及び制限を克服する。特に、本組成物及び方法は、（ｉ）特殊な機器を必要とすることなく、多種多様な（実際、ほぼ全ての）基材を容易にコーティングすることができること；気体、液体、又は固体を汚染を除去するための使用；（ｉｉ）最小限の毒性しか示さない又は毒性を全く示さないこと；（ｉｉｉ）コーティングの複雑な化学により高レベルの汚染物質捕捉、不活性化、又は排除を提供すること；（ｉｖ）洗浄中及び後でさえ添加剤の浸出が最小であるコーティングの耐久性のある性質によるコーティングの再利用性；（ｖ）最小限の色しか示さないこと；並びに（ｖｉ）多様な添加剤を含むという汎用性を含むいくつかの利益及び利点をもたらす。

フェノール含有コーティングは、１種又は複数のフェノール分子を１ナノモル（ｎＭ）～１０モル（Ｍ）の濃度で溶解することによって水性溶媒又は有機溶媒から調製することができる。コーティング調製は、硝酸銀、塩化銀、塩化銅、塩化亜鉛、塩化ジルコニル、及び同様の化合物などの金属塩を溶解することを含んでもよい。コーティング調製はまた、（ｉ）抗微生物剤などの有機分子、（ｉｉ）生物学的捕捉のための標的化リガンド、（ｉｉｉ）疎水性のためのフルオロポリマー、（ｉｖ）第四級アンモニウムなどの荷電ポリマー、（ｖ）逆荷電汚染物質を捕捉し、これらの汚染物質を破壊するための荷電シラン及び溶血性ポリマー、並びに（ｖｉ）触媒作用のための酵素、等と混合された溶媒を含んでもよい。前記化合物は、溶媒中に１ｎＭ～１０Ｍの最終濃度まで配置される。

例えば、銀、液体ガリウム、及びこれらの関連する合金などの抗微生物金属は、コーティングプロセス中又は後に、コーティングに１ｎＭ～１０Ｍの最終濃度で添加することができる。同様に、抗生物質、第四級アンモニウム化合物、及び関連する分子、例えば２，４，４’－トリクロロ－２’－ヒドロキシジフェニルエーテル；ジヨードメチルｐ－トリスルホン；プロピコナゾールなどのアゾール；ポリヘキサメチレンビグアニド塩酸塩；３，４，４’－トリクロロカルバニリドなどの抗微生物有機分子は、コーティング中又は後に、１ｎＭ～１０Ｍの最終濃度で組み込むことができる。フェノール溶液を表面上に別々に堆積させることができる、又はフェノール溶液を１：１００～１００：１の間のフェノール対他の化合物の比で有機分子若しくは金属を含有する溶液（有機溶媒若しくは水性溶媒中のいずれか）と混合することができる。さらなる添加剤及びドーパントは、１：１００～１００００：１の間のフェノール対他の化合物の比で添加することができる。有機分子及び金属を含む化合物は、粉末として添加することができる、或いは水性溶媒又は有機溶媒に別々に溶解し、次いで、堆積前に塩基フェノール化合物に添加する、又は堆積中に塩基フェノール化合物に同時に若しくは順次に添加することができる。他の実施形態では、フェノール化合物を、同様に粉末として、又は溶液を混合することによって他の化合物に添加することができる。

堆積条件は、いずれの追加のエネルギー投入もなしに、室温で行うことができる。或いは、噴霧、超音波、マイクロ波、真空、機械混合、ブロッティング及びフロー反応を使用した１種又は複数の技術を使用してコーティング溶液の堆積を促進することもできる。コーティング溶液は、基材上又は中に噴霧、ドロップキャスト（ｄｒｏｐ－ｃａｓｔ）、ブロッティング、又はその他の方法を行うために使用することができる。噴霧は、１平方センチメートルあたり１μＬ～１０ｍＬの相対体積のコーティング溶液であるエアロゾル又はミストを用いて行うことができる。基材をコーティングに浸漬して堆積を達成することができる、コーティングを基材上で直接混合することができる、又はコーティングを基材との接触前に混合することができる。堆積技術、及びいずれのその後の洗浄ステップも、コーティングの厚さ、多孔度、色、及び安定性、及び性能、例えばそれがどの特定の汚染物質を捕捉及び／又は不活性化する選好性を有するかなどのコーティングの特性に影響を及ぼし得る。乾燥は、空気によって、タンブリングによって、熱によって、又はその他の個別の乾燥方法及び乾燥方法の組み合わせによって行うことができる。例えば、噴霧コーティングされた表面は、低～中程度の湿度の周囲条件下で溶媒が蒸発するのに１～６０分しか必要としない一方で、多孔質織物は、浸漬コーティング後に空気によって乾燥させるのに最大２４時間を必要とし得る。
そのままである又はナノ粒子に還元若しくは酸化することとなる金属イオンである金属ナノ粒子、金属－有機粒子、染料などの有機分子、及び／又は酵素などの生物学的分子などの追加の機能性カーゴは、合成段階中に、０．０１ｎＭ～１０Ｍの範囲の最終濃度で組み込むことができ、コーティング中の最終濃度は０．０００１質量％～５０質量％であり得る。機能性カーゴは、２種以上の成分を別々に添加する場合、それぞれの最終成分を添加する前に添加することができる。機能性カーゴはまた、コーティング前若しくは中に溶液の１種若しくは複数に添加することができる、又はコーティングプロセスの後の添加によって添加することができる。

様々な化合物を、機能性カーゴ構成成分として、少なくとも１種のフェノールを含有するフェノール含有コーティングに組み込むことができる。機能性カーゴ化合物又は成分は、コーティング内の空隙を埋めることができ、コーティング内の細孔に組み込むことができる、又はコーティング若しくは基材に結合することができる、又はコーティングに含有され得る。コーティングの多孔度は、そこに組み込まれる機能性カーゴの量を調整するように合わせることができる。機能性カーゴ化合物又は成分の例としては、抗微生物分子などの有機分子、グラフェンなどの二次元材料、無機分子、様々なナノ粒子及びマイクロ粒子、磁気材料、触媒材料、並びに酵素などの生体分子が挙げられる。
様々なマイクロ粒子などの他の追加の成分を組成物に組み込むことができる。これにより、フェノール含有コーティングが他の汚染除去材料と結合し、それによって、本フェノール含有コーティングのプラスの側面を保持しながら、組み込まれたカーゴから利益を得ることも可能になる。

フェノール含有溶液の添加により、コーティングの厚さ及び使用されるフェノールに応じたフェノール化合物の色を呈することができる、基材上の薄膜コーティングが得られる。フェノール含有溶液と他の化合物の混合により透明溶液、着色溶液、又は乳白色溶液を得ることができ、色及び不透明度はコーティング中の基材に移され得る。
基材に添加した後、その後、コーティングされた基材を異なる溶液による１つ又は複数の洗浄ステップを使用して洗浄することができる。コーティングを、蒸発、ブロッティング、拭き取り、空気若しくは他の気体の吹き付け、加熱、又は冷却を介して１つ又は複数の乾燥ステップで洗浄して、未反応化合物を除去する、又は洗浄ステップの間若しくは後の孔径、電荷、若しくは他の特性などのコーティングの物理化学的性質を変更してもよい。洗浄は、水性溶媒又は有機溶媒で行うことができ、ピラニア、塩酸、水酸化ナトリウム等などの過酷な溶媒は、特に高濃度では、典型的には回避される。場合によっては、本明細書に記載される適用の全範囲が達成され得る前に、かなりの結合水分を除去する必要がある場合がある。乾燥後、コーティングは、正確な配合に応じて、目に見える又は目に見えない場合がある。

コーティングは、２ｎｍより薄いフィルムを形成することができるが、概して、フィルムが平均厚さ２００ｎｍ以下を有する場合を含めて、５～２００ｎｍ程度の厚さを有することとなる。この厚さを超えると、基材内のあらゆる細孔の有意な架橋が可能であり、これは元の基材を通る流体流に悪影響を及ぼし、それによって、濾過、汚染除去、通気性、又は他の所望の用途への使用を妨げる可能性があり、同じ有効性のためにより多くの添加剤が必要とされるため、材料の消耗がますます問題になる。図３Ｅは、シリコンウエハ基材上に形成された銀で調製された１０ｎｍ未満の薄いフェノールコーティングを示す。フェノール化合物及び他の化合物は、表面上に不均質に分布する離散したフェノールパッチを有するコーティングを形成することができる、又はフェノール化合物は、１種若しくは複数のフェノール及び他の原子若しくは分子を含む、表面上にかなり均質且つ均一に堆積したネットワークコーティングを形成することができる。

フェノール含有コーティングは、フィルムとして、マスク及びフィルタなどの標準的な汚染除去基材で使用することができる。フェノール含有コーティングは、衣類、下着、シート、布地、おもちゃ、タイル、グラウト、木材、プラスチック、金属、壁、壁紙、スポンジ、又はヒト皮膚などの、使用中に微生物で汚染される可能性のある基材で使用することができる。フェノール含有コーティングは、表面及び基材に汚染除去特性を付与するために、あらゆる表面上で使用することができる。コーティングは、制御された環境、産業環境、家庭環境、又は野外環境及び他の設定で堆積及び使用することができる。
フェノール含有化合物は、コーティングの具体的な組成に依存するトリガーを使用して基材から除去することができる。例えば、いくつかのキレート化金属がフェノール化合物と併せて使用される場合、フェノール含有コーティングを、時々、酸性環境で、又は過剰なエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などのより強力なキレート剤の使用を通して除去することができる。疎水性ポリマーがフェノール含有コーティングに使用される場合、コーティングを、時々、有機溶媒中又はアルカリ条件で除去することができる。界面活性剤は、時々、コーティングされた基材の表面化学に応じて、フェノール含有コーティングを除去する。コーティングが親水性及び／又は荷電化合物を含む場合、フェノール含有コーティングを、時々、酸性環境又は有機溶媒中で除去することができる。フェノール含有コーティングは、時々、捕捉された汚染物質は除去されるが、フェノール含有コーティングが残される場合に、再生することができる。基材の種類に応じて、石鹸及び水で洗浄するなどの、標準的な洗浄プロトコルを使用して、再生を達成することができる。

フェノール化合物は、少なくとも１つのフェノール基、すなわち、少なくとも１つのヒドロキシル基と結合した芳香族炭化水素を含むことによって定義される。代表的なフェノール化合物は、天然又は合成であり得、リグニン、タンニン、スチルベンフラボノイド、フェノール酸、カテコール及びガロール含有分子、並びに同様のクラスの分子を含むことができる。具体的な例示的な例としては、それだけに限らないが、数ある化合物の中でも、タンニン酸、没食子酸、コーヒー酸、レスベラトロール、柿渋、ブドウ種子抽出物、没食子抽出物、プロアントシアニジン、ピロガロール、没食子酸エピガロカテキン、ピロカテコール、カテキン、又はフェノール基で修飾された合成分子が挙げられる。フェノール化合物は、ほとんどの場合、コーティングを基材に固定するよう作用し、またコーティングに汚染除去特性を提供する。

フェノール含有コーティングに添加することができる追加の化合物としては、金属及び有機化合物、例えば、金属イオン、金属塩、金属酸化物、金属水酸化物、純粋な金属、ポリマー、小分子、グラフェン、タンパク質、酵素、染料、並びに他の化合物及び分子が挙げられる。追加の化合物は、フェノール含有コーティングを基材に結合するのを助ける（例えば、金属及びカチオン性ポリマーを使用）、汚染除去特性を改善若しくは変更する（例えば、金属、金属ナノ粒子、ポリマー、酵素、炭素系材料）、コーティングをいくぶん堅牢にする（添加されるポリマーの電荷、添加される金属のキレート化強度、又はシランの包含に応じて）、色若しくは反射率などのコーティングの審美性を変更する（例えば、染料、特定の金属、又はナノ粒子の添加を通して）、コーティングの通気性を変更する（例えば、グラフェンを使用）、コーティングの湿潤を変更する（例えば、フルオロポリマー若しくは疎水性ポリマー及び材料を使用、又は親水性ポリマーを使用することによって）、コーティングの抗微生物特異性を変化させる（例えば、銅若しくは銀などの特定の金属を使用、又は小分子抗微生物剤若しくはペプチド系材料を使用）、コーティングの正味電荷若しくは局所電荷を変化させる（例えば、金属又は荷電ポリマーを使用）、又はコーティングの他の関連する特性並びにコーティングが汚染物質、環境、及び基材と相互作用する方法を変化させる若しくは変更することができる。
フェノール含有コーティングを堆積させるための組成物の特に有利な態様は、ヒト皮膚などの生物学的基材への強い結合である。これにより、コーティングが、これまで不適切であり、汚染除去及び濾過コーティングの動作範囲外であったある特定の基材、例えば綿基材（例えば、マスク及び衣服）、木材（例えば、テーブル及び椅子）、セルロース（例えば、フィルタ）、絹（例えば、衣服及びシート）、革（例えば、衣服、カーシート、財布）などに特に有用となる。

特に注目すべきことに、本フェノール含有コーティングを使用して、空気、エアロゾル、液滴、及び他の流体又は蒸気質材料から材料を捕捉することができる。例えば、粒子状物質はしばしば帯電しており、フェノール含有コーティングと静電的に相互作用することができる。フェノールコーティングは高度に湿潤しており、液滴又は水若しくは水分に含有される粒子は急速に広がる。湿潤特性は、フェノール含有コーティングが、液体又は蒸気質材料に含有される微生物などの汚染物質に直接接触することを可能にし、フェノールコーティングが表面上により容易に堆積することを可能にする。
本明細書に開示されるフェノール含有コーティングはまた、静電荷がより一般的になり、コーティングが汚染物質を中和するのに有効であるために水分が存在する必要がない乾燥環境で使用することができる。したがって、本フェノール含有コーティングは、マスク、ＰＰＥ、及びエアフィルタのコーティングにおいて相当な利点を提供することができる。

新規なフェノール含有コーティングの別の重要な態様は、コーティングが湿潤環境と乾燥環境（例えば、水、唾液、粘液、空気、油、気体、分散体）の両方で生物学的汚染物質にも結合することである。さらに、コーティングは、このような環境で合成及び人工汚染物質にも結合する。ほとんどの汚染除去コーティングは、液体中の汚染物質の捕捉での使用に限定されるが、本フェノール含有コーティングは、乾燥及び湿潤環境において、並びに乾燥（例えば、燃焼からの粒子状物質、重金属粒子）及び湿潤（例えば、微生物を含有するくしゃみ流体、溶解金属）汚染物質で有効である。湿潤及び乾燥汎用性により、本コーティングは、多種多様な表面上での汚染除去のために様々な産業、用途、及び環境で使用することができる万能コーティングとして、実質的により有用でより価値のあるものとなる。
特定の用途に応じて、汚染除去手順は、別々に使用され得る特定の手順、フィルタ、溶液、及びコーティングを必要とし得る。ほとんどの汚染物質は複数のクラスの材料を逃れることができ、ある特定の濾過又は汚染除去材料は、汚染物質及び使用されるプロセスに応じて破壊又は不可逆的に変化する可能性があるため、特定の基材又は表面に使用するための適切なフィルタ、溶液、及びコーティングを特定することが重要となり得る。したがって、本技術によって提供される一般的なコーティングは、これらの問題を回避することができる。その上、ある特定の化学基及び官能基をフェノール含有コーティングに組み込んで、さらなる化学修飾並びに二次的方法に使用される様々なスプレー及び基材との統合を可能にすることができる。

フェノール含有コーティングを含む組成物は、滅菌することができ、コーティングは、ヒト及び動物の接触に関して非毒性であり、それによって、コーティングは、皮膚と接触し得る材料への適用に有用となる。コーティングは、いったん基材から取り除かれると、環境に優しく、フェノールはほとんどの水系の通常の成分である。いずれの他の添加剤も、それらの元の特性及び組成を保持する、又はコーティング除去すると、フェノール中で囲まれ、それによって、それらを部分的に中和する。コーティングは、多くの配合物において洗浄ステップを通して接着することができ、これにより、洗濯設備にも排液にも影響を与えることなく慣用的な洗濯設定及び装置で材料を洗浄することができるため、マスク及び衣類のコーティングが安全に可能になる。

フェノール含有コーティングを含む様々な組成物を形成及び使用することができる。これらには、様々な無色溶液及び着色溶液、特定の触媒品質を有するコーティング、並びに追加の機能的特性を含むコーティングが含まれる。一例として、無色コーティングは、最初にタンニン酸（ＴＡ）を１Ｌの水に０．２４Ｍの濃度で溶解し、別個に硝酸銀の混合物を１Ｌの水に０．２４Ｍで溶解することによって形成することができる。これらの溶液は、例えば、大きなフラスコで一緒に合わせ、振盪又は超音波処理によって完全に混合することができる。次いで、得られた溶液を使用し、噴霧、浸漬、又は他の適切な技術によって基材上に堆積させることができる。没食子酸、リグニン、カテコールポリマー等などのタンニン酸以外の様々な中間フェノール及びキレート剤又は有機リンカーを、コーティング及び汚染除去目的のためにＴＡと組み合わせて、又はＴＡの代わりに使用して、コーティングの安定性、色を変化させる、又は汚染除去能力若しくは速度を変更することができる。着色コーティング用の前記金属塩溶液は、０．００１％～２５％の間の質量濃度で、液体ガリウムナノ粒子、銀ナノ粒子、銅及び合金化銅ナノ粒子などのナノ粒子と混合することができる。別の例として、ピンクなどの着色コーティングは、０．００１％～５％の間の質量濃度で染料をコーティング溶液に添加することによって形成することができる。さらに別の例として、化学機能性をコーティングに付加することができ、ＰＥＧ－カテコール又はポリ（オキサゾリン）－カテコールなどの低汚染ポリマーなどのフェノール修飾ポリマーを、上記配合物中にＴＡと合わせて又はＴＡの代わりに使用して、コーティングの生物付着特性、例えばカテーテルの生物付着特性を低下させることができる。別の例として、反応性ポリマーを、事前に作製されたフェノールコーティングに化学的に結合することができる。別の例として、抗微生物金属又は有機分子を、コーティング内又は上に後浸透させる（ｐｏｓｔ－ｉｎｆｉｌｔｒａｔｅｄ）ことができる。これらの上記の例の組み合わせも可能であり、予想される。

実施例１～６は、単一溶液を使用して適用されるフェノール含有コーティングの組成物に関する。実施例７～１１は、２種以上の溶液を使用することに関する。実施例１２～１５は、大きな基材上にコーティングを堆積させることに関する。実施例１６～１８は、コーティングが洗浄後に機能的なままである、フェノール含有コーティングのための様々な洗浄及び乾燥シナリオに関する。実施例１９は、基材からフェノール含有コーティングを完全に除去するための洗浄プロトコルを使用することに関する。
（実施例１）
ウイルス捕捉のためのマスク上での単一成分フェノール含有コーティングの使用
エタノール中１０ｍｇ／ｍＬのタンニン酸の単一溶液を、１噴霧あたり０．０５ｍＬのミスト体積を有する標準ミスト噴霧器を使用して、マスク上に１０回噴霧する。コーティングを５分間乾燥させ、次いで、マスクを普通に使用する。エアロゾル化されたウイルス及び液滴に含有されるウイルスを、マスクによって阻止することができ、タンニン酸がウイルスに結合し、その輸送を妨げる。マスクは、任意の洗浄後に再使用するためにフェノール含有コーティングを再噴霧することができる。

（実施例２）
白カビから保護するためのグラウト上の多成分フェノール含有コーティングの単一溶液の使用
１平方メートルを覆うグラウト及びタイルに、水中１ｍｇ／ｍＬのタンニン酸及び０．２５ｍｇ／ｍＬの硝酸銀の単一溶液を、１噴霧あたり１ｍＬの噴霧体積及び５平方センチメートルあたり１噴霧で噴霧し、グラウト及びタイル上に５分間放置する。次いで、溶液を過剰の水で洗い流し、１２時間乾燥させる。その後、グラウト及びタイルは白カビから保護され、コーティングされていないグラウトよりも遅い速度で微生物に浸潤されることとなる。
（実施例３）
白カビ及びシロアリから保護するための木材上の多成分フェノール含有コーティングの単一溶液の使用
１平方メートルの木材に、水中１ｍｇ／ｍＬのタンニン酸及び１ｍｇ／ｍＬの硝酸銀の単一溶液を１０分間連続噴霧で噴霧し、これは１Ｌの溶液を噴霧することに相当する。１分後、木材を水ですすぎ、５０℃のオーブンで６時間乾燥させる。その後、木材は白カビ及びシロアリから保護される。

（実施例４）
抗微生物活性及び捕捉のためのドアハンドル上の単一溶液多成分フェノール含有コーティングの使用
エタノール中４０ｍｇ／ｍＬのタンニン酸及び１０ｍｇ／ｍＬのＣｕＣｌ２の単一溶液を、１噴霧あたり１０μＬでドアハンドル上に２０回噴霧し、３０分間乾燥させる。タンニン酸は接触すると微生物を捕捉することができ、銅はコーティング上に存在する微生物を死滅させることができる。石鹸及び水及び強力な研磨スポンジで洗浄することによって、コーティングを機械的に除去することができる。
（実施例５）
抗微生物活性のためのシャツ上の単一溶液多成分フェノール含有コーティングの使用
シャツを、水中０．４ｍｇ／ｍＬのタンニン酸及び０．１ｍｇ／ｍＬのＡｇＮＯ３の単一溶液１０Ｌに浸漬し、５分後に溶液から取り出し、過剰な水で３回すすぎ、機械加熱タンブル乾燥機で乾燥させる。タンニン酸は接触すると微生物を捕捉することができ、銀はコーティング上に存在する微生物を死滅させることができる。コーティングは、シャツの個々の繊維がほつれ始めるまで、石鹸及び水による機械洗浄並びに機械乾燥を通して持続することができる。

（実施例６）
抗微生物活性及び防臭のための靴上の単一溶液多成分フェノール含有コーティングの使用
水中１ｍｇ／ｍＬのタンニン酸及び１ｍｇ／ｍＬのＡｇＮＯ３の単一溶液を、１噴霧あたり５０μＬ及び合計４噴霧で靴上に噴霧し、低～中程度の湿度で１０時間乾燥させる。タンニン酸は接触すると微生物を捕捉することができ、銀は、臭気を引き起こす微生物を含む、コーティング上に存在する微生物を死滅させることができる。
（実施例７）
抗微生物活性及び汚濁捕捉のためにマスク上に多成分フェノール含有コーティングを形成するための２種の溶液の使用
水中０．４ｍｇ／ｍＬのブドウ種子抽出物の溶液を、５０μＬの噴霧体積でマスク上に５回噴霧し、引き続いて水中０．１ｍｇ／ｍＬのＡｇＮＯ３の溶液を等しい回数及び噴霧で噴霧する。噴霧したマスクを１時間乾燥させる。ブドウ種子抽出物は接触すると微生物及び汚濁を捕捉することができ、銀はコーティング上に存在する微生物を死滅させ、ある特定の揮発性有機化合物を不活性化することができる。

（実施例８）
抗微生物活性及び防臭のためにバスマット上に多成分フェノール含有コーティングを形成するための２種の溶液の使用
水中０．４ｍｇ／ｍＬの没食子抽出物の溶液をバスマット上に噴霧し、引き続いて、水中０．１ｍｇ／ｍＬのＡｇＮＯ３の別個の溶液を噴霧し、１０ｍＬの両溶液を噴霧する。このコーティングされたバスマットを５分間放置し、次いで、低温でタンブル乾燥させ、没食子抽出物は接触すると微生物を捕捉することができ、銀は、臭気を引き起こす微生物を含む、コーティング上に存在する微生物を死滅させることができる。バスマットは、コーティングが無傷のままの状態で、手によって、又は洗剤を用いて洗濯機で普通に洗浄することができる。
（実施例９）
抗微生物活性及び汚濁捕捉のためにフィルタ上に多成分フェノール含有コーティングを形成するための３種の溶液の使用
エタノール中０．４ｍｇ／ｍＬのタンニン酸の溶液を、クロロホルム中０．０１ｍｇ／ｍＬのジデシルジメチルアンモニウムクロリドの溶液と同時にフィルタ上に噴霧し、フィルタ１平方メートルあたり総体積１００ｍＬを噴霧する。次いで、水中０．０５ｍｇ／ｍＬのＣｕＣｌ２の溶液をフィルタ上に噴霧し、フィルタを４０℃のオーブンで４８時間乾燥させる。金属及び有機抗微生物剤は一緒に相乗的に作用することができる。

（実施例１０）
抗微生物活性及び防臭のために布地上に多成分フェノール含有コーティングを形成するための３種の溶液の使用
エタノール中４ｍｇ／ｍＬのタンニン酸の溶液を、１平方メートルあたり１０ｍＬの総噴霧体積で、水中１ｍｇ／ｍＬの反応性シラン第四級アンモニウムの溶液と同時に布地上に噴霧する。次いで、水中０．５ｍｇ／ｍＬのＡｇＮＯ３の溶液１ｍＬを布地上に噴霧し、１０時間乾燥させる。金属及び有機第四級アンモニウムは、抗微生物剤として一緒に相乗的に作用することができる。
（実施例１１）
マスク上に硝酸銀を含む多成分フェノール含有コーティングを形成するための２種の溶液の使用
１種の溶液は第１のチャンバーにタンニン酸を含み、第２の溶液は、第２のチャンバーに硝酸銀を含む。第１の溶液と第２の溶液は共に１００％水又は５％エタノール／水溶液のいずれかに溶解される。第１の溶液及び第２の溶液を、１噴霧あたり５０μＬのスプレーとして一緒に適用し、任意の洗浄を用いて銀－タンニン酸ネットワーク抗微生物及び汚濁防止コーティングの形成に成功する。次いで、マスクを使用前に１５分間風乾させ、通常通り機械洗浄し、乾燥させることができる。
適用は、簡便な消費者の使用及びコーティングの適用のために、２チャンバースプレーボトルを利用することができる。スプレーを使用してコーティングを堆積させ、引き続いて洗浄する例示的なプロセスが図１Ａに示され、これは、順次又は同時のタンニン酸及び硝酸銀の別個の溶液の使用を示しており、水による洗浄はコーティング後に任意である。

（実施例１２）
布地を溶液に通してフェノール含有コーティングを形成する
標準的なロールツーロール方式を使用して、布地を、水中１０ｍｇ／ｍＬのタンニン酸の過剰な溶液、次いで、洗浄溶液、次いで、水中１ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ－カテコールの過剰な溶液、次いで、洗浄溶液、次いで、水中１ｍｇ／ｍＬのＡｇＮＯ３の過剰な溶液、次いで、洗浄溶液に通し、洗浄溶液は緩衝水である。次いで、生地を加熱下で機械乾燥させ、切断し、通常通り使用する。
（実施例１３）
溶液を布地上に排出してフェノール含有コーティングを形成する
標準的な排出方式を使用して、布地に、１平方メートルあたり５０ｍＬの総排出体積で、水中１ｍｇ／ｍＬの没食子抽出物及び０．０１ｍｇ／ｍＬの染料の混合溶液を排出し、次いで、１平方メートルあたり１００ｍＬで水中１ｍｇ／ｍＬのＡｇＮＯ３の溶液を布地上に排出する。次いで、布地を通常通り後処理する。

（実施例１４）
布地を溶液でブロットしてフェノール含有コーティングを形成する
標準的なブロット方式を使用して、布地を、水中０．４ｍｇ／ｍＬのタンニン酸の過剰な溶液、次いで、０．１ｍｇ／ｍＬポリヘキサメチレンビグアナイド塩酸塩の過剰な溶液によってブロットする。布地を２分間放置し、次いで、通常通り後処理し、フェノール及び添加された有機抗微生物剤から生じるフェノール含有コーティングの抗微生物機能性を失うことなく、機械洗浄し、乾燥させることができる。
（実施例１５）
布地を溶液でブロットして着色フェノール含有コーティングを形成する
標準的なブロット方式を使用して、布地を、水中０．４ｍｇ／ｍＬのタンニン酸の過剰な溶液及び０．００１ｍｇ／ｍＬのアゾイック染料の過剰な溶液、次いで、水中０．１ｍｇ／ｍＬのＡｇＮＯ３の過剰な溶液によってブロットする。次いで、布地を通常通り後処理する。
図１Ｂは、布地上のタンニン酸及び硝酸銀のフェノールコーティングの形成を示し、コーティングされた織物上の微生物の中和を強調する。フェノールコーティングは、噴霧、又は例えば、混合硝酸銀及びタンニン酸溶液中のブロッティング若しくは浸漬などのその他の技術で形成することができる。

（実施例１６）
洗濯機及び乾燥機におけるフェノール含有コーティングでコーティングされたシャツの洗濯
硝酸銀及びタンニン酸から調製されたフェノール含有コーティングでコーティングされたシャツを洗濯機に入れ、標準的な洗濯用洗剤を供給業者が推奨する量で添加する。シャツを標準的なすすぎサイクルで温水により洗浄し、洗浄後、乾燥機に入れる。次いで、シャツを加熱及びタンブリングサイクル下で乾燥させると、フェノール含有コーティングがまだ機能している状態で着用する準備ができている。このプロセスについての実験データは、防臭用途について図８に示される。
図８Ａは、洗浄サイクル数の関数としての、銀で調製されたフェノールコーティングでコーティングされたシャツの左脇の下を、コーティングを有さない右脇の下と比較した、具体的には、丸一日の着用後の知覚された匂いを含む、銀で調製されたフェノールコーティングの防臭特性についての実験結果を示す。

図８Ｂは、様々な化合物と比較した、正規化された臭気比較を含む、銀で調製されたフェノールコーティングの防臭特性についての実験結果を示す。着用前（清潔なシャツ）及び着用後（左脇の下の銀で調製されたフェノールコーティング（コーティングされたシャツ）をコーティングされていない右脇の下（コーティングされていないシャツ）と比較）の同じシャツの布地の正規化された臭気組成を、Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｆｒａｇｒａｎｃｅ ａｎｄ Ｆｌａｖｏｒ Ａｎａｌｙｚｅｒ ＦＦ－２０２０を使用して嗅覚検査によって測定した。シャツは合成繊維で構成されており、新たに購入し、実験前に一度だけ洗浄したことに留意されたい。
図８Ｃは、銀で調製されたフェノールコーティングの防臭特性についての実験結果を示す。着用前（清潔なシャツ）及び着用後（左脇の下の銀で調製されたフェノールコーティング（コーティングされたシャツ）をコーティングされていない右脇の下（コーティングされていないシャツ）と比較）の同じシャツの布地について、Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｆｒａｇｒａｎｃｅ ａｎｄ Ｆｌａｖｏｒ Ａｎａｌｙｚｅｒ ＦＦ－２０２０を使用して嗅覚検査によって全ての臭いを分析した。シャツは合成繊維で構成されており、新たに購入し、実験前に一度だけ洗浄したことに留意されたい。

（実施例１７）
フェノール含有コーティングでコーティングされたシルクマスクの手による洗浄及び風乾
硝酸銀及びタンニン酸から調製されたフェノール含有コーティングでコーティングされたマスクを、過剰な流水ですすぎ、石鹸を用いて手により洗浄する。次いで、石鹸を過剰の水でマスクから洗い流し、マスクを１２時間吊るして風乾する。乾燥後、マスクはフェノール含有コーティングがまだ機能している状態で着用する準備ができている。このプロセスについての実験データは、抗ウイルス用途について図５に示される。
（実施例１８）
フェノール含有コーティングでコーティングされた包帯の洗浄及び滅菌
創傷治癒用途での着用後、硝酸銀及びタンニン酸から調製されたフェノール含有コーティングでコーティングされた包帯をオートクレーブで滅菌する。次いで、これを、洗濯用洗剤を用いて機械洗浄し、乾燥機で乾燥させる。乾燥後、包帯はフェノール含有コーティングがまだ機能している状態で再利用する準備ができている。

（実施例１９）
コーティングを除去するための過酷な溶媒によるフェノール含有コーティングでコーティングされたシャツの洗浄
硝酸銀及びタンニン酸から調製されたフェノール含有コーティングでコーティングされたシャツを、０．１Ｍ ＨＣｌ、０．１Ｍ ＮａＯＨ、若しくは１Ｍ Ｈ２Ｏ２のいずれか、すなわち、強酸、強塩基、又は強酸化剤に浸漬する。６０間浸漬した後、シャツを取り出し、過剰の水ですすぎ、フェノール含有コーティングを大幅に取り除き、シャツをほぼ元の状態に戻す。
実施例１２、４、５、６、８、１１についての出願人の結果は、出願人の研究の前には、変色及び／又はナノ粒子の形成なしに、タンニン酸及び貴重な材料、特に銀の直接コーティングをすることが可能であると考えられなかったので、予想外であり、さらに、このようなコーティングが、コーティング中のタンニン酸のウイルスに対する結合親和性を損なわず、実際には増加させ、複数回の洗浄後に銀の抗微生物有効性が残っていることは驚くべきことであった。

有意には、タンニン酸及び銀のウイルス結合親和性及び不活性化能力が、タンニン酸と他の金属の性能よりも優れていることが図２に示される。
図３及び４は、タンニン酸及び銀コーティングの材料特性、並びにそれらの透明度及び色の欠如を示し、これは、特に銀ナノ粒子を含有するフェノールコーティングと比較して驚くべきものである。
図５は、タンニン酸及び銀コーティングが、複数回の洗浄後でもその抗ウイルス活性を維持することができることを示し、これは驚くべきことである。

図６は、銀を含む抗微生物汚染除去コーティングを作成するために、タンニン酸の代わりに、柿渋などの他のフェノール分子を使用することができることを示す。図７は、タンニン酸及び銀コーティングが細菌及び真菌に対して有効であることを示す。図８は、衣服上のタンニン酸及び銀コーティングの防臭特性を示す。図９は、様々な基材及び表面にタンニン酸及び銀コーティングを適用するために使用することができる小型の携帯可能な２チャンバースプレーボトルを示す。
前記説明は、例として本発明の実施形態を提供するが、他の実施形態が同様の機能を果たす、及び／又は同様の結果を達成することができることが想定される。ありとあらゆるこのような等価の実施形態及び実施例が本発明の範囲内にある。

Claims (26)

1. 基材上にコーティングを形成する方法であって、
   （ａ）
   （ｉ）共に溶媒中に配置されたフェノール化合物及び低原子価金属塩
   を含み、
   （ｉｉ）前記フェノール化合物が、０．００１ｍｇ／ｍＬ～５０ｍｇ／ｍＬの間の濃度で溶液中に存在する、
   溶液を用意するステップと；
   （ｂ）基材の少なくとも一部を前記溶液と接触させるステップと
   を含む方法。
2. （ａ）前記フェノール化合物がフェノール分子を含み；（ｂ）前記フェノール分子が少なくとも２つの隣接するヒドロキシル基を含む、請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
3. 前記フェノール化合物が、タンニン酸、没食子酸、コーヒー酸、レスベラトロール、柿渋、ブドウ種子抽出物、没食子抽出物、プロアントシアニジン、ピロガロール、没食子酸エピガロカテキン、ピロカテコール、又はカテキンのうちの１種又は複数から選択される、請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
4. （ａ）前記フェノール化合物が、０．００４ｍｇ／ｍＬ～１．５ｍｇ／ｍＬの間の濃度でタンニン酸を含み；
   （ｂ）前記溶媒が水を含む、
   請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
5. （ａ）前記フェノール化合物が、１ｍｇ／ｍＬ～１２ｍｇ／ｍＬの間の濃度でタンニン酸を含み；
   （ｂ）前記溶媒がエタノール溶液を含む、
   請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
6. 前記低原子価金属塩が、硝酸銀、塩化銀、塩化銅、塩化亜鉛、又は塩化ジルコニルのうちの１種又は複数から選択される、請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
7. 前記低原子価金属塩が銀を含む、請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
8. 前記低原子価金属塩が、硫化銀、臭化銀、ヨウ化銀、２－ベンゾチアゾールチオール銀塩、サッカリン銀塩、２－シアノ－ヒドロキシイミノ－アセトアミド銀塩、ホスホエノールピルビン酸銀バリウム塩、４－ヒドロキシ－１（２Ｈ）－フタラジノン銀塩、乳酸銀、酢酸銀、クエン酸銀、２，４－ペンタンジオン酸銀、安息香酸銀水和物、砒酸銀、ヨウ化銀水銀（ＩＩ）、炭酸銀、クロム酸銀、シアン酸銀、シアン化銀、シクロヘキサン酪酸銀、ジエチルジチオカルバミン酸銀、ヘプタフルオロ酪酸銀、ヘキサフルオロ酪酸銀、シアン化銀カリウム、ベヘン酸銀、フッ化銀、フッ化水素銀、ヘキサフルオロ砒酸銀、ヘキサフルオロリン酸銀、ヘキサフルオロアンチモン酸銀、酸化銀、ヨウ素酸銀、四ホウ酸銀、メタンスルホン酸銀、モリブデン酸銀、過塩素酸銀、リン酸銀、過レニウム酸銀、ｐ－トルエンスルホン酸銀、硫化銀、テトラフルオロホウ酸銀、チオシアン酸銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、タングステン酸銀、トリフルオロ酢酸銀、又はスルファジアジン銀のうちの１種又は複数から選択される、請求項７に記載のコーティングを形成する方法。
9. 前記低原子価金属塩が硝酸銀を含む、請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
10. 硝酸銀が、０．０４ｍｇ／ｍＬ～１．５ｍｇ／ｍＬの間の濃度で前記溶液中に存在する、請求項９に記載のコーティングを形成する方法。
11. 前記基材を前記溶液と接触させるステップが、前記溶液を前記基材上に噴霧することを含む、請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
12. （ａ）前記基材を前記溶液と接触させるステップが、前記溶液を前記基材上に、前記基材１平方センチメートルあたり１μＬ～１０ｍＬの間の噴霧体積で噴霧することを含み；
    （ｂ）コーティングを形成する方法が、前記基材を少なくとも６０秒間乾燥させるステップをさらに含む、
    請求項１１に記載のコーティングを形成する方法。
13. （ａ）コーティングが６０秒後に前記基材上に形成され；（ｂ）前記コーティングが厚さ２００ナノメートル未満である、請求項１１に記載のコーティングを形成する方法。
14. （ａ）前記フェノール分子が前記基材に結合し、前記基材上に配置されたコーティングを作成し；
    （ｂ）前記基材が石鹸で洗浄され；
    （ｃ）前記コーティングが、前記洗浄後に基材上に配置されたままである、
    請求項６に記載のコーティングを形成する方法。
15. 前記基材が、（ｉ）布地、（ｉｉ）顔用マスク、（ｉｉｉ）フィルタ、（ｉｖ）木材表面、（ｖ）金属表面、（ｖｉ）塗装表面、（ｖｉｉ）ガラス表面、（ｖｉｉｉ）プラスチック表面、（ｉｘ）セラミック表面、（ｘ）包帯、（ｘｉ）外科用インプラント、（ｘｉｉ）カテーテル、（ｘｉｉｉ）タイルグラウト、又は（ｘｉｖ）ヒト皮膚のうちの種を含む、請求項１に記載のコーティングを形成する方法。
16. 基材上にコーティングを形成する方法であって、
    （ａ）基材を第１の溶液と接触させるステップであり、前記第１の溶液が第１の溶媒中にフェノール化合物を含む、ステップと；
    （ｂ）前記第１の溶液が前記基材上で乾燥する前に、前記基材を第２の溶液と接触させるステップであり、前記第２の溶液が、第２の溶媒中に溶解した低原子価金属塩を含む、ステップと
    を含む方法。
17. （ａ）前記第１の溶液が第１の容器に貯蔵され、前記第１の容器が第１の噴霧器に結合され、
    （ｂ）前記第２の溶液が第２の容器に貯蔵され、前記第２の容器が第２の噴霧器に結合される、
    請求項１６に記載のコーティングを形成する方法。
18. 前記第１の容器が前記第２の容器に取り付けられる、請求項１７に記載のコーティングを形成する方法。
19. （ａ）前記フェノール化合物が、タンニン酸、没食子酸、コーヒー酸、レスベラトロール、柿渋、ブドウ種子抽出物、没食子抽出物、プロアントシアニジン、ピロガロール、没食子酸エピガロカテキン、ピロカテコール、又はカテキンのうちの１種又は複数から選択され；
    （ｂ）前記低原子価金属塩が、硝酸銀、塩化銀、塩化銅、塩化亜鉛、又は塩化ジルコニルのうちの１種又は複数から選択される、
    請求項１６に記載のコーティングを形成する方法。
20. （ａ）前記フェノール化合物が、０．１ｍｇ／ｍＬ～５０ｍｇ／ｍＬの間の濃度で前記第１の溶液中に存在し；
    （ｂ）前記フェノール化合物がフェノール分子を含み、前記フェノール分子の５０％未満が前記コーティングプロセス中に共有結合により重合され；
    （ｃ）前記低原子価金属塩が、０．０１ｍｇ／ｍＬ～５０ｍｇ／ｍＬの間の濃度で前記第２の溶液中に存在する、
    請求項１６に記載のコーティングを形成する方法。
21. （ａ）前記基材を前記第１の溶液と接触させるステップが、前記第１の溶液を前記基材上に、前記基材１平方センチメートルあたり１μＬ～１０ｍＬの間の第１の噴霧体積で噴霧することを含み；
    （ｂ）前記基材を前記第２の溶液と接触させるステップが、前記第２の溶液を前記基材上に、前記基材１平方センチメートルあたり１μＬ～１０ｍＬの間の第２の噴霧体積で噴霧することを含み；
    （ｃ）コーティングを形成する方法が、前記基材を少なくとも６０秒間乾燥させるステップをさらに含む、
    請求項１６に記載のコーティングを形成する方法。
22. （ａ）コーティングが６０秒後に前記基材上に形成され；（ｂ）前記コーティングが厚さ２００ナノメートル未満である、請求項２１に記載のコーティングを形成する方法。
23. （ａ）前記第１の溶液が前記基材上で乾燥する前に、前記基材を第３の溶液と接触させるステップをさらに含み；
    （ｂ）前記第３の溶液が、第３の溶媒中に荷電ポリマー化合物を含む、
    請求項１６に記載のコーティングを形成する方法。
24. （ａ）前記基材を第３の溶液と接触させるステップをさらに含み；
    （ｂ）前記第３の溶液が、第３の溶媒中に抗微生物有機化合物を含む、
    請求項１６に記載のコーティングを形成する方法。
25. 前記抗微生物有機化合物が、抗生物質、第四級アンモニウム化合物、又はアゾールのうちの１種又は複数から選択される、請求項２４に記載のコーティングを形成する方法。
26. 共に溶媒中に配置されたフェノール化合物及び低原子価金属塩を含む、基材上にコーティングを形成するための組成物であって、
    （ａ）前記フェノール化合物が、タンニン酸、没食子酸、コーヒー酸、レスベラトロール、柿渋、ブドウ種子抽出物、没食子抽出物、プロアントシアニジン、ピロガロール、没食子酸エピガロカテキン、ピロカテコール、又はカテキンのうちの１種又は複数から選択され；
    （ｂ）前記フェノール化合物が、０．０１ｍｇ／ｍＬ～５０ｍｇ／ｍＬの間の濃度で前記溶液中に存在し；
    （ｃ）前記低原子価金属塩が、銀、銅、亜鉛、又はジルコニルのうちの１種又は複数のイオンを含み；
    （ｄ）前記低原子価金属塩が、０．０４ｍｇ／ｍＬ～１．５ｍｇ／ｍＬの間の濃度で前記溶液中に存在する、
    組成物。