微米和纳米科技材料

受大自然的启发,科学家们开发出可以杀死超级细菌的纳米材料

据New Atlas报道,伦敦帝国理工学院的研究人员开发了一种简单的新方法,使材料表面具有复杂的纳米级纹理,其灵感来自于大自然。不同的图案可以有一系列的应用,如制作抗菌表面或帮助船只在水中前行时减少摩擦。

该团队从一种叫做聚二甲基硅氧烷(PDMS)的矿物有机聚合物开始。以不同的方式拉伸和压缩这种材料的薄膜,使他们能够创造出各种纳米级和微米级的图案,包括波浪、波纹和尖峰。这些图案中的每一个都可以对不同的应用有所帮助。

例如,尖状结构的灵感来自于蝉和蜻蜓等昆虫翅膀的纹理,它们具有天然的抗菌性。耐人寻味的是,杀死细菌的不是结构本身,而是它们之间的空间。尖状结构之间的距离恰到好处,当细菌落在它们身上时,它们的部分身体会下垂到缝隙中,拉伸并最终破坏其外膜。

模仿这种现象可以为门把手、手术工具、医疗植入物、厨房用具或其他需要定期消毒的东西制作抗菌表面或涂层。这将是对抗耐抗生素细菌的一个重要“武器”。

另一种结构使用了类似于鲨鱼皮肤纹理的水平棱线。这可以减少阻力,帮助动物在水中滑行,这可能被证明对船体有用。第三种可能性是像蝴蝶翅膀或孔雀羽毛那样的结构颜色。这些图案可以反射和弯曲光线,从而在没有色素的情况下产生绚丽的色彩,这意味着它们永远不会褪色,这可能对一系列事物都很有用。

这项研究的第一作者Luca Pellegrino说:“这个想法很有说服力,因为它很简单:通过模仿自然界中发现的表面波,我们可以创造出具有重要用途的图案调色板。通过这项工作,我们还可以更多地了解这些自然形式的可能起源–一个被称为形态发生的领域。”

该团队表示,这些纳米材料的新生产方法比现有技术更容易、更便宜地扩大规模,现有技术通常涉及用激光蚀刻表面。

下一步,研究人员计划测试这些表面在现实世界环境中排斥细菌的效果如何,例如公共汽车的表面。

该研究发表在《物理评论快报》杂志上。

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