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2017年9月16日星期六

蟬翅表麵疏水性為研發防冰表麵和自清潔材料提供靈感

此前的研究已經表明,蟬翅膀上具有的特殊結構已經顯示出殺死細菌的能力,科學家受此啟發正在設計"一觸即死"的納米柱抗菌表麵。現在科學家重點關注蟬翅表麵的疏水性,並表示這可以為研發防冰表麵和自清潔材料提供靈感。

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蟬的翅膀覆蓋著納米級大小的柱狀物,當細菌落在上麵時會黏住它們,慢慢地拉伸並分裂其細胞膜從而將其殺死。去年,一組研究人員受這種原理啟發,生產出一種防細菌合成聚合物,可以形成新型眼睛植入物的基礎。

蟬翅膀的這種結構使其還具備疏水性。來自伊利諾伊大學的一名團隊用高速顯微攝影研究了蟬翅,研究其如何排斥水分。負責這項研究的工程學教授Nenad Miljkovic表示:"物體表麵對水具有排斥能力的性能被稱為疏水性,它會引起水分流走。超疏水性隻是這種特性的極端形式,具有這種特征的蟬翅具有納米級形貌結構,可以在水滴周圍產生開放空間,從而使翅膀表麵水滴容易滾落。"

這項研究有趣的部分是科學家們選擇研究的樣本。以前,這些蟬翅研究集中在生活在濕地中的物種。相反,研究人員從包括森林和草原在內的各種環境中采集了四種物種。

研究合著者Catherine Dana表示:"我們希望發現,幹燥的棲息地的標本將缺乏超疏水性。我們驚訝地發現相反的情況,棲息地並不是蟬翅疏水能力的一個很好的預測指標。"

該團隊表示,這種新知識可以被證明用來開發防冰、防霧表麵和自清潔材料。這些類型的材料可以被用在道路、人行道,電線和飛機機翼上。

該研究成果發表在《應用材料與界麵》(Applied Materials & Interfaces)雜誌上。

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