A Salvinia levelek kis szerkezeteinek másolása

CHANGCHUN, KÍNA, 16. szeptember 2021. – (ACN Newswire) – Számos növény és állat olyan felületeket alakított ki, amelyek hosszú távú (azaz napok-hónapok) levegővisszatartással rendelkeznek, hogy megakadályozzák a nedvesedést és az elmerülést. Ilyen például a Salvinia, a vízen úszó növény. A titkot, hogy „hogyan karbantartanak egy légmatracot”, a kutatók megfejtették.

Salvinia levelek és a tojáshabos szerkezetek

A Jilin Egyetem kutatói áttekintették a Salvinia levelek és mesterséges replikáik tanulmányozásának közelmúltbeli előrehaladását. „A Salvinia leveleinek felső oldalán összetett, többsejtű szőrszálak találhatók, és mindegyik négy szőrből álló csoport a végvégeken kapcsolódik össze, tojásverő szerkezetet alkotva. A szőrszálakat hidrofób viaszkristályok vonják be, míg a szőrszálak terminális végén lévő foltok nem tartalmaznak viaszkristályokat, ezért hidrofilek. Ezek a tulajdonságok stabilabbá teszik a levegő-víz interfészt, és hosszú távú levegő-visszatartó képességet mutatnak” – mondja Huichao Jin, a kínai Changchunban található Jilin Egyetem szerzője.

Mióta felfedezték a Salvinia levelek levegőmegtartó képességét, a kutatók mesterséges Salvinia leveleket kezdtek gyártani, és megvizsgálták azok lehetséges alkalmazási lehetőségeit. Az összetett tojásverő szerkezetek azonban nehéz kihívást jelentenek a hagyományos gyártási módszerek számára. Az elmúlt évtizedben a fotolitográfiát, a közvetlen lézeres litográfiát, a kémiai gőzleválasztást, az elektrodepozíciót, az elektrosztatikus pelyhesedést, a 3D nyomtatást, a kémiai maratást és a plazmamaratást a közelmúltban fejlesztették ki Salvinia-ihlette szerkezetek előállítására. Az összetett szerkezetek azonban sok ilyen technikát nem képesek megismételni a finom struktúrákat. Bár a direkt lézeres litográfiával és a 3D nyomtatási technikákkal sikerül finom struktúrákat létrehozni, a szőrszálak végén lévő hidrofil csúcsokat nem tudják elkészíteni. Ezért továbbra is kihívást jelent a mesterséges Salvinia levelek előállítása.

A Salvinia szerkezetekben lévő robusztus légmatrac fizikai akadályként szolgál a víz számára, hogy elérje az aljzatot. Ez számos mérnöki alkalmazást inspirál, beleértve a légellenállás csökkentését, a vízgyűjtést, a párolgást és a taszítást, az olaj/víz elválasztást és a hőszigetelést. Ezek a munkák jelenleg a korai laboratóriumi bemutatókra korlátozódnak. A valós környezet összetettségének és változékonyságának megfelelő mesterséges felületek fejlesztésében továbbra is vannak kihívások.

Jin és munkatársai a Salvinia struktúrákban rejlő lehetőségeket vizsgálják az orvosi bakteriális fertőzések megelőzésében. "A légmatrac fizikai akadályként szolgál a víz számára, hogy megközelítse az aljzatot, és fizikai gátként is működhet, hogy megakadályozza a baktériumok eljutását az aljzathoz" - mondja Jin. Rámutat arra, hogy a hagyományos, antibiotikumokat tartalmazó antibakteriális felületek gyógyszerrezisztenciát okozhatnak, míg a mesterséges Salvinia-ihlette felületek antibiotikummentesek. Ígéretes stratégia lehet a Salvinia struktúrák alkalmazása az orvosi bakteriális fertőzések megelőzésére.

A cikk részletei:
Jin et al., „Kis szerkezet, nagy hatás: Salvinia levelek által ihletett funkcionális felületek” Small Structures (2021) https://doi.org/10.1002/sstr.202100079

Kapcsolat
Dr. Huichao Jin
Jilin Egyetem
E-mail: jinhc@jlu.edu.cn

Az Asia Research News által a Jilin Egyetem számára terjesztett sajtóközlemény.

Téma: Sajtóközlemény összefoglaló
Forrás: Jilin Egyetem
Ágazatok: Tudomány és nanotech
https://www.acnnewswire.com

Az Asia Corporate News Network-től

Szerzői jog © 2021 ACN Newswire. Minden jog fenntartva. Az Asia Corporate News Network részlege.

Forrás: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/69634/