17 sierpnia 2022

Naukowcy, badając cykadę, są bliżsi stworzenia wodoodpornych powierzchni.

Naukowcy badający fizyczne i chemiczne właściwości skrzydeł owadów odtworzyli nanostruktury, które pomagają skrzydłom cykady odpychać wodę i zapobiegać osadzaniu się bakterii na powierzchni. Technika ta, będąca wynikiem badań finansowanych przez amerykańską National Science Foundation, wykorzystuje komercyjny lakier do paznokci, jest ekonomiczna i prosta. Naukowcy stwierdzili, że pomoże to w wytwarzaniu nowoczesnych wodoodpornych materiałów w przyszłości.

O badaniach naukowych

Według informacji przekazanych na portalu www.naukowcy.pl, zespół wykorzystał uproszczoną wersję procesu produkcyjnego zwanego litografią nanoimprinting, aby stworzyć szablon złożonych nanostruktur w kształcie filarów skrzydeł Neotibicen pruinosus, rocznej cykady występującej w centralnym regionie Stanów Zjednoczonych.

Litografia nanoimprintingowa nie jest nowa, ale może być pracochłonna i kosztowna — stwierdzili naukowcy. Niektóre podejścia wykorzystują toksyczne materiały, które mogą uszkodzić oryginalny skopiowany obiekt, na przykład delikatne skrzydło cykady. Inne wymagają wysokich temperatur, które nie są kompatybilne z próbkami biologicznymi, takimi jak rośliny lub owady.

Co udało się uzyskać?

Nowy proces umożliwia naukowcom pracę w otwartym laboratorium w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym. Używają lakieru do paznokci i alkoholu do wycierania, który nie uszkadza delikatnych nanostruktur skrzydeł — stwierdzili naukowcy.

Szablony produkują repliki, które mają średnio 94,4% wysokości słupka i 106% oryginalnego skrzydła. Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nano Letters.

„Zdecydowaliśmy się pracować z tym gatunkiem cykady, ponieważ nasza praca pokazuje, jak złożone nanostruktury na ich skrzydłach mają wyjątkową zdolność odpychania wody” – powiedziała Marianne Alleyne, entomolog z University of Illinois w Urbana-Champaign. „To właściwość, która przyda się w wielu zastosowaniach inżynierii materiałowej, od skrzydeł samolotów po sprzęt medyczny”.