全新成像技術揭示了蜻蜓翅膀天然抑菌的秘密

雖然早有研究指出蜻蜓翅膀擁有一定的抗菌特性，但大家對其原理仍不是很了解。當想要更進一步地探索神秘的蜻蜓翅膀的微觀結構的時候，還面臨著一個刺手的問題，因為它很容易在強大的顯微鏡下被損壞。好消息是，昆士蘭理工大學（QUT）的一支研究團隊，已經開發出了一項全新的技術。它能夠製作出精細度超高的複雜圖像，從而揭開了蜻蜓翅膀表面上超過 100 億個微小的「梳狀剔除」結構。這種獨特的微結構，使得蜻蜓可以通過振翅的方式，將細菌悉數抖落掉。

蜻蜓翅膀顯微圖（圖片已經過假色處理）via：Annalena Wolff

新研究採用了強離子和電子顯微鏡，以更好地了解蜻蜓翅膀的納米結構。結果發現，其翅膀上有超過百億的微小「梳狀剔除」結構。這種「陷阱」是如此地強大，以至於當細菌試圖「逃脫」的時候，會將自身給撕裂掉。

本次研究使用的其中一台氦離子掃描顯微鏡（HIM）

QUT 研究員 Chaturanga Bandara 博士表示：

我們始終不懈地想要解開蜻蜓翅膀的納米結構是如何將細菌破壞掉的秘密，從而將它積極運用到下一代表面型仿生智能材料上，特別是醫學方面的應用。

在觀察到這種自然的納米結構，以及它與細菌的三維相互作用，為我們提供了全新的表面設計和線索。

蜻蜓翅膀上有超過 10 億組微星納米結構

需要指出的是，這並不是科學家們首次受到昆蟲翅膀的啟發而設計全新的醫學工具。類似的關於在樹上流浪棲息的蜻蜓翅膀的殺菌特性研究，激發研究人員製作出了基於黑硅材質的抗菌表面。

此外，蟬翼上的幾排納米級鈍化尖刺，其不僅能夠拉伸並殺死薄壁的細菌，也被研究人員複製來打造一種不需要單獨的塗層來抗菌的人造角膜。

納米結構細節圖

Wolff 博士指出：「正如蜻蜓翅膀天生抗菌一樣，大自然有許多現成的奇妙技巧。現在我們已經看透了它，並且了解了其中的原理。我們使用的巨型顯微鏡，其高度達到了 2 米（6.5 英尺）、寬度也有 2 米，幾乎可以拍清任何圖像」。

研究中使用的其中一台聚焦離子束掃描電子顯微鏡（FIB-SEM）

研究人員指出，這項新發現有助於開發用於外殼手術工具和醫用裝備上的新型抗菌表面，比如在一滴雨水大小的物體上容納 640 億個模仿蜻蜓翅膀的三維納米結構。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《應用材料和界面》（Applied Materials and Interfaces）期刊上。

[編譯自：New Atlas, via：Fresh Science]

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