Kopiowanie małych struktur liści Salvinia

CHANGCHUN, CHINY, 16 września 2021 r. – (ACN Newswire) – Kilka roślin i zwierząt wyewoluowało powierzchnie z długoterminową (tj. od dni do miesięcy) zdolnością zatrzymywania powietrza, aby zapobiec zamoczeniu i zanurzeniu. Jednym z przykładów jest Salvinia, roślina unosząca się na wodzie. Tajemnica „jak utrzymują dmuchany materac” została rozwikłana przez naukowców.

Liście salwinii i struktury ubijaka do jajek

Naukowcy z Jilin University dokonali przeglądu ostatnich postępów w badaniach liści salwinii i ich sztucznych replik. „Salvinia ma złożone wielokomórkowe włosy na górnej stronie liści, a każda grupa czterech włosów jest połączona na końcowych końcach, tworząc strukturę trzepaczki jaj. Włosy są pokryte hydrofobowymi kryształkami wosku, podczas gdy łatki na końcowych końcach włosów są pozbawione kryształów wosku i dlatego są hydrofilowe. Te cechy sprawiają, że interfejs powietrze-woda jest bardziej stabilny, wykazując długoterminową zdolność zatrzymywania powietrza”, mówi autor Huichao Jin z Jilin University w Changchun w Chinach.

Odkąd odkryto zdolność liści Salvinii do zatrzymywania powietrza, naukowcy zaczęli wytwarzać sztuczne liście Salvinii i badać ich potencjalne zastosowania. Jednak złożone struktury trzepaczki do jajek stanowią trudne wyzwanie dla tradycyjnych metod produkcji. W ostatnim dziesięcioleciu fotolitografia, bezpośrednia litografia laserowa, chemiczne osadzanie z fazy gazowej, elektroosadzanie, flokowanie elektrostatyczne, drukowanie 3D, trawienie chemiczne i trawienie plazmowe zostały ostatnio opracowane do wytwarzania struktur inspirowanych salwinią. Jednak złożone struktury sprawiają, że wiele z tych technik nie jest w stanie odtworzyć drobnych struktur. Chociaż technika bezpośredniej litografii laserowej i drukowania 3D z powodzeniem pozwala na wytwarzanie drobnych struktur, nie są one w stanie wytworzyć hydrofilowych końcówek na końcach włosów. Dlatego wytwarzanie sztucznych liści Salvinia jest nadal trudne.

Wytrzymały materac powietrzny w konstrukcjach Salvinia działa jak fizyczna bariera dla wody przed dotarciem do podłoża. To inspiruje wiele zastosowań inżynieryjnych, w tym zmniejszanie oporu, zbieranie wody, parowanie i hydrofobowość, separacja oleju/wody oraz izolacja termiczna. Prace te ograniczają się obecnie do wczesnych demonstracji laboratoryjnych. W dalszym ciągu istnieją wyzwania związane z opracowywaniem sztucznych powierzchni dostosowanych do złożoności i zmienności rzeczywistego środowiska.

Jin i jego koledzy badają potencjał struktur Salvinia w zapobieganiu medycznym infekcjom bakteryjnym. „Materac powietrzny działa jak fizyczna bariera dla wody, która może zbliżyć się do podłoża, a także może działać jako fizyczna bariera zapobiegająca przedostawaniu się bakterii do podłoża” – mówi Jin. Wskazuje, że tradycyjne powierzchnie antybakteryjne zawierające antybiotyki mogą powodować oporność na leki, podczas gdy sztuczne powierzchnie inspirowane salwinią są wolne od antybiotyków. Obiecującą strategią może być wykorzystanie struktur Salvinia do zapobiegania zakażeniom bakteryjnym w medycynie.

Szczegóły artykułu:
Jin i wsp., „Mała struktura, duży efekt: Funkcjonalne powierzchnie inspirowane liśćmi Salvinii” Małe Struktury (2021) https://doi.org/10.1002/sstr.202100079

Kontakt:
Dr Huichao Jin
Uniwersytet Jilin
E-mail: jinhc@jlu.edu.cn

Informacja prasowa dystrybuowana przez Asia Research News dla Jilin University.

Temat: Podsumowanie komunikatu prasowego
Źródło: Uniwersytet Jilin
Sektory: Nauka i nanotechnologia
https://www.acnnewswire.com

Z Asia Corporate News Network

Copyright © 2021 ACN Newswire. Wszelkie prawa zastrzeżone. Oddział Asia Corporate News Network.

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