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壁虎启发新材料的设计
发布:shadow   时间:2015/4/30 8:49:55   阅读:1651 
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材料与测试:壁虎启发新材料的设计

壁虎上的微小细毛使其几乎能够粘附在任何东西上,但是根据最新研究这些户外攀登者们却也有着不同寻常的皮肤。来自澳大利亚的阳光海岸大学、詹姆斯库克大学、昆士兰大学,还有香港大学以及牛津大学的科学家团队发现壁虎的皮肤有防潮、自清洁、抗菌功能。
 
壁虎脚上的微结构“纤毛”带来的粘附性激起了科学家们的兴趣,希望在大自然中找到新材料设计的知识。“现在箱形图案壁虎身上微纳结构的皮肤启发了多功能新材料的研发,”阳光海岸大学的Gregory S.Watson和Jolanta A.Watson这样说。
 
研究团队使用扫描电子显微镜揭示了壁虎的皮肤由圆顶状鳞片构成,尺寸为几百微米,组成六边形格子图案。每个鳞片由两层纤毛或“微刺”组成,这种纤毛长度在几百纳米到几微米不等,且间隔为亚微米级。在这些鳞片之间,皮肤由相似长度的单层微刺组成。这种微纳米结构表面对可能的污染粒子比如花粉、真菌孢子、沙子和泥土低粘附性很低。这种表面形貌也使皮肤变得超疏水并防潮,这也意味着它是自清洁性的。当水或雨、雾打在皮肤上时,微结构表面产生收集粒子的微滴并滴落。
 
壁虎的皮肤也对革兰氏阴性菌有抗菌效果,而对人类真核细胞保持相容性。研究人员认为壁虎皮肤上的纳米尺度的刺突结构对软壁菌有杀伤作用,这是最致命的。
 
“本身带有物理性抗菌效果的材料出现的很适时,它们对生物医药和医疗保健意义重大。”来自香港大学的联合作者David W.Green这样解释到。
 
从更通常的层面来讲,壁虎身上的多功能特征为那些需要对液体、固体或生物制剂加以控制的人工材料提供了一种模板。 
 
“壁虎的皮肤是功能性耐磨、高柔性/可变形薄片的模板,”Gregory Watson说。“这种独特的模板为许多应用或材料的表面设计提供了基础,比如医疗和牙科植入物,其它医疗设备,室内外自清洁表面,海洋结构和薄膜。”
 
但是Jolanta Watson说这项研究的主要驱动力是基本的好奇心。如果不问“这为什么会发生?”的简单问题,许多现代技术就不会被发明了。



来源:材料与测试
译者:Sarah
译自materialstoday
 
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