Copierea structurilor mici ale frunzelor Salvinia

CHANGCHUN, CHINA, 16 septembrie 2021 – (ACN Newswire) – Mai multe plante și animale au evoluat suprafețe cu reținere a aerului pe termen lung (de exemplu, zile până la luni), pentru a preveni umezirea și scufundarea. Un exemplu este Salvinia, o plantă care plutește pe apă. Secretul „cum întrețin o saltea cu aer” a fost dezvăluit de cercetători.

Frunzele de Salvinia și structurile batătorului de ouă

Cercetătorii de la Universitatea Jilin au analizat progresele recente în studiul frunzelor de Salvinia și al replicilor lor artificiale. „Salvinia are fire de păr multicelulare complexe pe partea superioară a frunzelor sale, iar fiecare grup de patru fire de păr este conectat la capetele terminale, formând o structură de bătător de ouă. Firele de păr sunt acoperite cu cristale de ceară hidrofobe, în timp ce peticele de la capetele terminale ale firului de păr sunt lipsite de cristale de ceară și sunt, prin urmare, hidrofile. Aceste caracteristici fac interfața aer-apă mai stabilă, prezentând o capacitate de reținere a aerului pe termen lung”, spune autorul Huichao Jin de la Universitatea Jilin din Changchun, China.

De când a fost descoperită capacitatea de reținere a aerului a frunzelor de Salvinia, cercetătorii au început să fabrice frunze artificiale de Salvinia și au investigat potențialele lor aplicații. Cu toate acestea, structurile complexe de batător de ouă reprezintă o provocare dificilă pentru metodele tradiționale de fabricație. În ultimul deceniu, fotolitografia, litografia laser directă, depunerea chimică în vapori, electrodepunerea, flocarea electrostatică, imprimarea 3D, gravarea chimică și gravarea cu plasmă au fost dezvoltate recent pentru fabricarea structurilor inspirate de Salvinia. Cu toate acestea, structurile complexe fac ca multe dintre aceste tehnici să nu poată reproduce structurile fine. Deși litografia laser directă și tehnicile de imprimare 3D reușesc să fabrice structuri fine, ele nu pot fabrica vârfurile hidrofile de la capătul firelor de păr. Prin urmare, este încă o provocare să fabricați frunze artificiale de Salvinia.

Salteaua robustă cu aer din structurile Salvinia acționează ca o barieră fizică pentru ca apa să ajungă la substrat. Acest lucru inspiră multe aplicații de inginerie, inclusiv reducerea rezistenței, colectarea apei, evaporarea și respingerea, separarea uleiului/apă și izolarea termică. Aceste lucrări sunt în prezent limitate la demonstrații timpurii de laborator. Există încă provocări în dezvoltarea suprafețelor artificiale potrivite pentru complexitatea și variabilitatea mediului real.

Jin și colegii săi explorează potențialul structurilor Salvinia în prevenirea infecțiilor bacteriene medicale. „Salteaua cu aer acționează ca o barieră fizică pentru ca apa să se apropie de substrat și, de asemenea, poate acționa ca o barieră fizică pentru a împiedica bacteriile să ajungă la substrat”, spune Jin. El subliniază că suprafețele antibacteriene tradiționale care implică antibiotice pot provoca rezistență la medicamente, în timp ce suprafețele artificiale inspirate de Salvinia nu conțin antibiotice. Utilizarea structurilor Salvinia pentru a preveni infecțiile bacteriene medicale poate fi o strategie promițătoare.

Detalii articol:
Jin și colab., „Small structure, large effect: Functional suprafețe inspirate de frunzele de Salvinia” Small Structures (2021) https://doi.org/10.1002/sstr.202100079

Contact:
Dr. Huichao Jin
Universitatea Jilin
E-mail: jinhc@jlu.edu.cn

Comunicat de presă distribuit de Asia Research News pentru Universitatea Jilin.

Subiect: Rezumatul comunicatului de presă
Sursa: Universitatea Jilin
Sectoare: Știință și nanotehnologie
https://www.acnnewswire.com

Din Asia Corporate News Network

Copyright © 2021 ACN Newswire. Toate drepturile rezervate. O divizie a Asia Corporate News Network.

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