This article contextualizes how the antimicrobial properties and antipathogenic contact killing/inactivating performance of copper cold spray surfaces and coatings and can be extended to the COVID-19 pandemic as a preventative measure. Specifically, literature is reviewed in terms of how copper cold spray coatings can be applied to high-touch surfaces in biomedical as well as healthcare settings to prevent fomite transmission of SARS-CoV-2 through rapidly inactivating SARS-CoV-2 virions after contaminating a surface. The relevant literature on copper-based antipathogenic coatings and surfaces are then detailed. Particular attention is then given to the unique microstructurally-mediated pathway of copper ion diffusion associated with copper cold spray coatings that enable fomite inactivation.

The electron channeling contrast imaging technique was used to investigate the microstructure of copper coatings fabricated by cold gas dynamic spray. The high velocity impact characteristics for cold spray led to the formation of many substructures, such as high density dislocation walls, dislocation cells, deformation twins, and ultrafine equiaxed subgrains/grains. A schematic model is proposed to explain structure refinement of Cu during cold spray, where an emphasis is placed on the role of dislocation configurations and twinning.

La projection cold spray utilise principalement l’énergie d’impact des particules pour former des revêtements denses. L’étalement et l’adhésion des particules étant liés à l’énergie cinétique et donc à la vitesse des particules, il est primordial de maximiser leur accélération pour obtenir un rendement de dépôt élevé. Ce transfert de quantité de mouvement peut être optimisé en modifiant les paramètres de fonctionnement du système de projection mais également en choisissant une distance tuyère-substrat adéquate. Cet article décrit un modèle 2D mis en œuvre avec le logiciel de CFD Fluent pour simuler le comportement d’un flux de particules de titane dans un écoulement supersonique. Ses résultats montrent que les particules n’atteignent pas leur vitesse maximale en sortie de tuyère mais environ 90 mm en aval de celle-ci. C’est donc à cette distance que le substrat doit être placé pour optimiser la projection. La précision de ces calculs est confirmée expérimentalement et les variations significatives d’épaisseurs des dépôts montrent l’influence drastique de la distance de tir sur le rendement de dépôt.

Cold gas dynamic spray (cold spray) is a rapid deposition technology in which particles deposit at velocities above the speed of sound (∼340 ms−1). Generally, porosity forms in cold spray deposits due to insufficient deformation of particles. In this study, the unique capability of the X-ray microscopy and microtomography is utilized to visualize the internal structure of deposited material. The results show that this characterization technique successfully reveals porosities in the cold spray commercial purity (CP) titanium structure. Furthermore, microtomography images confirmed the experimental results for porosity measurements in which helium (compared with nitrogen) as carrier gas significantly decreases porosity in cold spray CP titanium.