中国长春，16 年 2021 月 XNUMX 日 – (亚太商讯) – 一些植物和动物已经进化出具有长期（即，数天到数月）空气保持性的表面，以防止润湿和浸没。 一个例子是Salvinia，一种漂浮在水面上的植物。 研究人员揭开了“他们如何维护气垫”的秘密。
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| 丹参叶和打蛋器结构 |
吉林大学的研究人员回顾了丹参叶及其人工复制品研究的最新进展。 “丹参叶子的上侧有复杂的多细胞毛，每组四根毛在末端相连，形成打蛋器结构。 毛发上涂有疏水性蜡晶体，而毛发末端的斑块没有蜡晶体，因此是亲水的。 这些特征使空气-水界面更加稳定，表现出长期的空气保留能力，”中国长春吉林大学的作者金慧超说。
自从发现丹参叶的保气能力后，研究人员开始制造人造丹参叶并研究其潜在应用。 然而，复杂的打蛋器结构对传统制造方法提出了艰巨的挑战。 在过去的十年中，最近开发了光刻、直接激光光刻、化学气相沉积、电沉积、静电植绒、3D 打印、化学蚀刻和等离子蚀刻来制造受丹参启发的结构。 然而，复杂的结构使许多这些技术无法复制精细结构。 尽管直接激光光刻和 3D 打印技术成功地制造了精细结构，但它们无法在头发末端制造亲水尖端。 因此，制造人工丹参叶仍然具有挑战性。
Salvinia 结构中坚固的气垫充当水到达基材的物理屏障。 这激发了许多工程应用，包括减阻、集水、蒸发和排斥、油/水分离和隔热。 这些工作目前仅限于早期的实验室演示。 在开发适合真实环境复杂性和可变性的人造表面方面仍然存在挑战。
Jin 和他的同事正在探索丹参结构在预防医学细菌感染方面的潜力。 “气垫作为水接近基质的物理屏障，它也可以作为防止细菌到达基质的物理屏障，”金说。 他指出，涉及抗生素的传统抗菌表面可能会导致耐药性，而仿丹参的人造表面不含抗生素。 采用丹参结构来预防医学细菌感染可能是一种很有前途的策略。
文章详细信息：
Jin 等人，“小结构，大效果：受丹参叶启发的功能表面”小结构（2021 年） https://doi.org/10.1002/sstr.202100079
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