Phys.org: нанотехнологии превращаются в кожу акулы и крылья стрекозы

Акулья кожа и крылья стрекозы — два фаворита нанотехнологий в новом исследовании, направленном на поиск решений морских и медицинских загадок.

Микроскопический состав этих природных поверхностей может стать ключом к более эффективному применению в человеческих технологиях, показало исследование Университета Флиндерса и международных коллабораций.

«В нашем исследовании мы изучили особую ребристую структуру поверхности некоторых акул, которая позволяет им уменьшать сопротивление и трение при быстром плавании и предотвращать прилипание микроскопических морских организмов к их коже», — говорит профессор Юхонг Танг из Колледжа науки и технологии Университета Флиндерса.

Форма ребер на поверхности оболочки значительно влияет на эффективность снижения сопротивления воздуха, причем поверхности ребер лучше всего работают, когда они параллельны направлению потока.

Исследование, возглавляемое китайскими сотрудниками в области военно-морской архитектуры и океанического дизайна и проектирования, направлено на разработку простой биомиметической топологии для снижения сопротивления для этого симулятора исследования, вдохновленного акульей кожей.

Эти данные будут использованы для разработки более экономичных морских поверхностей, включая грузовые суда и трубопроводы, которые могут быть менее восприимчивы к накоплению водной биопленки, задерживающей корпуса судов.

Другие исследователи из Университета Флиндерса, Университета Ла Тробе и других университетов нашли ответы на ключевые научные вопросы, описав потенциальные антибактериальные свойства крыльев насекомых.

«Крылья стрекоз и цикад эволюционировали, чтобы использовать структурные особенности их поверхности для достижения бактерицидных свойств», — делится исследователь из Университета Флиндерса доктор Ви Хан Труонг из лаборатории биомедицинской наноинженерии Флиндерса.

Наностержни или наноструктуры, присутствующие в этих природных материалах, физически повреждают бактериальные клетки, которые оседают на наноструктурах, что приводит к их лизису и гибели.

Это исследование изучает природные поверхности, чтобы дать рекомендации по разработке биологически вдохновленных синтетических материалов, а также разработать некоторые новые технологии изготовления, используемые для создания биомиметических микро- и наноструктур на поверхностях синтетических материалов.

По оценкам, инфекции, вызванные устойчивыми к антибиотикам бактериями, ежегодно убивают 700 000 человек. Если устойчивые к лекарствам бактерии продолжат развиваться с той же скоростью, то к 2050 году их число возрастет до 10 миллионов.

Микробные биопленки скапливаются на поверхностях больниц и инструментов и представляют собой серьезную угрозу для здоровья человека, поскольку в них укрываются бактерии, вызывающие инфекции.

Ученые разрабатывают антибактериальные и противогрибковые материалы для борьбы с растущими рисками, связанными с бактериальными инфекциями и развитием устойчивых к лекарствам бактерий, путем создания искусственных покрытий из бактерицидных агентов, таких как производные металлов или антибиотики.

Статья опубликована на портале Phys.org.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Устойчивое развитие (2022)

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Имплантируемые батареи, потребляющие кислород, помогают убить рак

561 Несмотря на десятилетия исследований и десятки миллиардов долларов, потраченных на исследования и лечение во …