Sao chép cấu trúc nhỏ của lá Salvinia

CHANGCHUN, TRUNG QUỐC, ngày 16 tháng 2021 năm XNUMX - (ACN Newswire) - Một số loài thực vật và động vật có bề mặt tiến hóa với khả năng không khí trong thời gian dài (tức là vài ngày đến vài tháng) để ngăn chặn sự thấm ướt và ngập nước. Một ví dụ là Salvinia, một loài thực vật nổi trên mặt nước. Các nhà nghiên cứu đã làm sáng tỏ bí mật “làm thế nào để họ duy trì một chiếc nệm hơi”.

Lá Salvinia và cấu trúc của máy ăn trứng

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cát Lâm đã xem xét những tiến bộ gần đây trong việc nghiên cứu lá cây Salvinia và các bản sao nhân tạo của chúng. “Salvinia có những sợi lông đa bào phức tạp ở mặt trên của lá, và mỗi nhóm gồm XNUMX sợi lông được nối với nhau ở các đầu tận cùng, tạo thành cấu trúc vòi trứng. Các sợi lông được bao phủ bởi các tinh thể sáp kỵ nước, trong khi các mảng ở đầu tận cùng của sợi lông thiếu các tinh thể sáp và do đó, ưa nước. Các tính năng này làm cho giao diện không khí và nước ổn định hơn, thể hiện khả năng lưu giữ không khí trong thời gian dài, ”tác giả Huichao Jin của Đại học Cát Lâm ở Trường Xuân, Trung Quốc cho biết.

Kể từ khi khả năng giữ không khí của lá Salvinia được phát hiện, các nhà nghiên cứu bắt đầu chế tạo lá Salvinia nhân tạo và nghiên cứu các ứng dụng tiềm năng của chúng. Tuy nhiên, cấu trúc máy đánh trứng phức tạp là một thách thức khó khăn đối với các phương pháp sản xuất truyền thống. Trong thập kỷ trước, kỹ thuật in quang khắc, khắc laser trực tiếp, lắng đọng hơi hóa chất, lắng đọng điện, tụ điện, in 3D, khắc hóa học và khắc plasma gần đây đã được phát triển để chế tạo các cấu trúc lấy cảm hứng từ Salvinia. Tuy nhiên, các cấu trúc phức tạp khiến nhiều kỹ thuật này không thể tái tạo các cấu trúc tốt. Mặc dù kỹ thuật in thạch bản bằng laser và in 3D trực tiếp thành công trong việc chế tạo các cấu trúc tốt, chúng không thể chế tạo các đầu hút nước ở cuối sợi lông. Do đó, việc chế tạo lá Salvinia nhân tạo vẫn còn nhiều thách thức.

Đệm hơi chắc chắn trong cấu trúc Salvinia hoạt động như một rào cản vật lý để nước tiếp cận với bề mặt. Điều này truyền cảm hứng cho nhiều ứng dụng kỹ thuật, bao gồm giảm lực cản, thu nước, bay hơi và đẩy lùi, tách dầu / nước và cách nhiệt. Các công trình này hiện chỉ giới hạn trong các cuộc thử nghiệm ban đầu trong phòng thí nghiệm. Vẫn còn những thách thức trong việc phát triển các bề mặt nhân tạo phù hợp với sự phức tạp và biến đổi của môi trường thực.

Jin và các đồng nghiệp đang khám phá tiềm năng của cấu trúc Salvinia trong việc ngăn ngừa nhiễm trùng do vi khuẩn y tế. Jin nói: “Nệm hơi hoạt động như một rào cản vật lý để nước tiếp cận với bề mặt và nó cũng có thể hoạt động như một rào cản vật lý để ngăn vi khuẩn tiếp cận với bề mặt. Ông chỉ ra rằng các bề mặt kháng khuẩn truyền thống liên quan đến kháng sinh có thể gây ra tình trạng kháng thuốc trong khi bề mặt nhân tạo lấy cảm hứng từ Salvinia không chứa kháng sinh. Sử dụng cấu trúc Salvinia để ngăn ngừa nhiễm vi khuẩn y tế có thể là một chiến lược đầy hứa hẹn.

Chi tiết bài viết:
Jin và cộng sự, “Cấu trúc nhỏ, hiệu ứng lớn: Các bề mặt chức năng lấy cảm hứng từ lá cây Salvinia” Cấu trúc nhỏ (2021) https://doi.org/10.1002/sstr.202100079

Liên Hệ:
Tiến sĩ Huichao Jin
Đại học Cát Lâm
Email: jinhc@jlu.edu.cn

Thông cáo báo chí do Asia Research News phân phối cho Đại học Cát Lâm.

Chủ đề: Tóm tắt thông cáo báo chí
nguồn: Đại học Cát Lâm
Các ngành: Khoa học & Công nghệ nano
https://www.acnnewswire.com

Từ Mạng Tin tức Doanh nghiệp Châu Á

Bản quyền © 2021 ACN Newswire. Đã đăng ký Bản quyền. Một bộ phận của Asia Corporate News Network.

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