Le comunità batteriche associate alla superficie, note come biofilm, sono responsabili di un ampio spettro di infezioni nell’uomo. Studi recenti hanno indicato che le superfici contenenti sporgenze su scala nanometrica, come quelle delle ali delle libellule, creano una nicchia ostile per la colonizzazione batterica e la crescita dei biofilm. Questa funzionalità è stata imitata su metalli e semiconduttori creando nanopillari e altre nanostrutture ad alto rapporto di aspetto all’interfaccia di questi materiali. Tuttavia, topografie battericide non sono state riportate su idrogeli clinicamente rilevanti e polimeri altamente conformi, soprattutto a causa della complessità di fabbricazione di nanopatterns in idrogeli con un controllo preciso della dimensione che può anche resistere all’immersione acquosa. Qui, riportiamo la fabbricazione di nanostrutture battericide bioispirate in idrogeli di cellulosa batterica (BC) utilizzando l’irradiazione di fasci di ioni a bassa energia. Sfidando la visione attualmente accettata, dimostriamo che le nanostrutture cresciute in BC colpiscono preferenzialmente le membrane rigide come quelle dei batteri Gram-positivi Bacillus subtilis in modo dipendente dal tempo e, in misura minore, la membrana più deformabile e più morbida di Escherichia coli. Inoltre, le nanostrutture in BC non hanno influenzato la vitalità dei preosteoblasti murini. Utilizzando l’analisi della singola cellula, dimostriamo che effettivamente B. subtilis richiede meno forza di E. coli per essere penetrato da nanosonde con dimensioni paragonabili a quelle del BC nanostrutturato, fornendo la prima prova sperimentale diretta che convalida un modello meccanico di rottura della membrana attraverso un meccanismo indotto dalla tensione all’interno della teoria dell’energia di attivazione. I nostri risultati colmano il divario tra le superfici meccano-battericide e i materiali a bassa dimensione, compresi i nanotubi di carbonio a parete singola e i nanosheet di grafene, in cui è stata ampiamente riportata una maggiore attività battericida verso i batteri Gram-positivi. I nostri risultati dimostrano anche la capacità di conferire proprietà battericide a un idrogel alterando solo la sua topografia su scala nanometrica e contribuiscono a una migliore comprensione della meccanobiologia batterica, che è fondamentale per la progettazione razionale delle topografie battericide.