中国、長春、16年2021月XNUMX日–（ACN Newswire）– いくつかの植物や動物は、濡れや水没を防ぐために、長期間（つまり、数日から数か月）の空気保持力を備えた表面を進化させてきました。 一例は、水に浮かぶ植物であるサルビニアです。 「エアマットレスをどのように維持するか」の秘密は、研究者によって解明されました。
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| サンショウモの葉とエッグビーターの構造 |
吉林大学の研究者は、サルビニアの葉とその人工レプリカの研究における最近の進歩をレビューしました。 「サルビニアは葉の上側に複雑な多細胞の毛があり、XNUMX本の毛の各グループは末端で接続されており、エッグビーター構造を形成しています。 毛髪は疎水性のワックス結晶でコーティングされていますが、毛髪の末端のパッチはワックス結晶を欠いているため、親水性です。 これらの機能により、空気と水の界面がより安定し、長期的な空気保持能力が発揮されます」と、中国の長春にある吉林大学の著者HuichaoJinは述べています。
サルビニアの葉の空気保持能力が発見されたので、研究者は人工のサルビニアの葉を作り始め、それらの潜在的な用途を調査しました。 ただし、複雑なエッグビーター構造は、従来の製造方法では難しい課題を提示します。 過去3年間で、フォトリソグラフィー、直接レーザーリソグラフィー、化学蒸着、電着、静電植毛、3D印刷、化学エッチング、およびプラズマエッチングが、サルビニアに着想を得た構造を製造するために最近開発されました。 ただし、複雑な構造のため、これらの手法の多くは微細な構造を再現できません。 直接レーザーリソグラフィーとXNUMXD印刷技術は微細構造の製造に成功しますが、髪の毛の端に親水性の先端を製造することはできません。 したがって、人工のサルビニアの葉を製造することは依然として困難です。
サルビニア構造の頑丈なエアマットレスは、水が下地に到達するための物理的な障壁として機能します。 これは、抗力の低減、水の収穫、蒸発、忌避、油/水の分離、断熱など、多くのエンジニアリングアプリケーションに影響を与えます。 これらの作業は現在、初期の実験室でのデモンストレーションに限定されています。 実際の環境の複雑さと変動性に適した人工表面の開発には、まだ課題があります。
ジンと彼の同僚は、医学的細菌感染の予防におけるサルビニア構造の可能性を探っています。 「エアマットレスは、水が基質に近づくための物理的な障壁として機能し、バクテリアが基質に到達するのを防ぐための物理的な障壁としても機能します」とジンは言います。 彼は、抗生物質を含む従来の抗菌表面は薬剤耐性を引き起こす可能性があるが、人工のサルビニアに触発された表面には抗生物質が含まれていないと指摘しています。 医学的な細菌感染を防ぐためにサルビニア構造を採用することは、有望な戦略かもしれません。
記事の詳細：
Jin et al。、「小さな構造、大きな効果：サルビニアの葉に触発された機能的な表面」小さな構造（2021） https://doi.org/10.1002/sstr.202100079
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HuichaoJin博士
吉林大学
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情報源： 吉林大学
セクター： 科学とナノテク
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