我們始終不懈地想要解開蜻蜓翅膀的納米結(jié)構(gòu)是如何將細菌破壞掉的秘密,從而將它積極運用到下一代表面型仿生智能材料上,特別是醫(yī)學方面的應用。
在觀察到這種自然的納米結(jié)構(gòu),以及它與細菌的三維相互作用,為我們提供了全新的表面設計和線索。
全新成像技術(shù)揭示了蜻蜓翅膀天然抑菌的秘密
雖然早有研究指出蜻蜓翅膀擁有一定的抗菌特性,但大家對其原理仍不是很了解。當想要更進一步地探索神秘的蜻蜓翅膀的微觀結(jié)構(gòu)的時候,還面臨著一個刺手的問題,因為它很容易在強大的顯微鏡下被損壞。好消息是,昆士蘭理工大學(QUT)的一支研究團隊,已經(jīng)開發(fā)出了一項全新的技術(shù)。它能夠制作出精細度超高的復雜圖像,從而揭開了蜻蜓翅膀表面上超過 100 億個微小的“梳狀剔除”結(jié)構(gòu)。這種獨特的微結(jié)構(gòu),使得蜻蜓可以通過振翅的方式,將細菌悉數(shù)抖落掉。 蜻蜓翅膀顯微圖(圖片已經(jīng)過假色處理)via:Annalena Wolff 新研究采用了強離子和電子顯微鏡,以更好地了解蜻蜓翅膀的納米結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),其翅膀上有超過百億的微小“梳狀剔除”結(jié)構(gòu)。這種“陷阱”是如此地強大,以至于當細菌試圖“逃脫”的時候,會將自身給撕裂掉。 本次研究使用的其中一臺氦離子掃描顯微鏡(HIM) QUT 研究員 Chaturanga Bandara 博士表示: 蜻蜓翅膀上有超過 10 億組微星納米結(jié)構(gòu) 需要指出的是,這并不是科學家們首次受到昆蟲翅膀的啟發(fā)而設計全新的醫(yī)學工具。類似的關(guān)于在樹上流浪棲息的蜻蜓翅膀的殺菌特性研究,激發(fā)研究人員制作出了基于黑硅材質(zhì)的抗菌表面 。 此外,蟬翼上的幾排納米級鈍化尖刺 ,其不僅能夠拉伸并殺死薄壁的細菌,也被研究人員復制來打造一種不需要單獨的涂層來抗菌的人造角膜 。 納米結(jié)構(gòu)細節(jié)圖 Wolff 博士指出:“正如蜻蜓翅膀天生抗菌一樣,大自然有許多現(xiàn)成的奇妙技巧,F(xiàn)在我們已經(jīng)看透了它,并且了解了其中的原理。我們使用的巨型顯微鏡,其高度達到了 2 米(6.5 英尺)、寬度也有 2 米,幾乎可以拍清任何圖像”。 |