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由昆虫翅膀启发的新型纳米材料破坏了超细菌 - 通过伸展，切割或撕裂它们

时间：2022-05-04 08:25:06 来源：

常见的白尾尾蜻蜓。

科学家揭示了昆虫翅膀启发的纳米材料如何能够通过拉伸，切割或撕开它们来破坏接触的细菌。

蝉和蜻蜓的翅膀是天然细菌杀手，这是一种刺激研究人员寻找抗毒性超级耐药的方法的现象。

正在开发新的抗细菌表面，具有不同的纳米图案，模仿昆虫翅膀的致命作用，但科学家们只开始解开他们如何工作的奥秘。

在自然评论微生物学中发表的审查中，研究人员详细究竟如何破坏细菌 - 伸展，切割或撕裂它们。

领导作者，雷迪特大学的杰出教授Elena Ivanova表示，寻找非化学方法的杀灭细菌是至关重要的，由于耐药细菌感染，每年有超过70万人死亡。

“对抗生素的细菌抗性是对全球健康和常规治疗感染的最大威胁之一变得越来越困难，”Ivanova说。

“当我们展望本质的思想时，我们发现昆虫已经进化了高效的抗菌系统。如果我们能够完全理解昆虫灵感的纳米模式如何杀死细菌，我们可以更精确地工程这些形状，以提高它们对感染的有效性。

“我们的终极目标是开发出用于植入物和医院的低成本和可扩展的抗菌表面，以抵御致命优秀的抗争性。”

蜻蜓翼表面上的纳米粒子（放大了20,000次）。

Cicadas和Dragonflies的翅膀被微小的纳米玻璃覆盖，这是由科学家开发的第一个旨在模仿其杀菌效果的纳米图案。从那时起，他们还精确地设计了其他纳米液，如纸和电线，均设计用于物理损伤细菌细胞。

降落在这些纳米结构上的细菌发现自己拉动，拉伸或切开，破裂细菌细胞膜并最终杀死它们。第一次进行新的审查分类了这些表面纳米图案递送必要的机械力以突发细胞膜的不同方式。

金色含金菌被黑色硅纳金属破裂和摧毁，受昆虫翅膀启发的抗菌表面（图像放大30,000次）。

“我们的合成仿生纳米结构基本上变化，抗细菌性能很大，并且并不总是清楚为什么，”Ivanova说。“我们还努力解决特定纳米图案的最佳形状和尺寸，以最大限度地提高其致命力量。

“虽然我们一直在发展的合成表面，但甚至看着蜻蜓，例如，我们看到不同的物种具有比其他细菌更好的翅膀。

“当我们在纳米级检查翅膀时，我们看到覆盖这些翅膀表面的纳米粒子的密度，高度和直径的差异，因此我们知道纳米结构右是关键。”

Ivanova表示，在大量的成本上生产纳米结构表面，因此它们可用于医疗或工业应用，仍然是一个挑战。

但她说，纳米制造技术的最新进展表明，她表示，展开了开放生物医学抗菌纳米技术的新时代。

毕致抗菌表面的先驱，杰出教授伊利娜·伊万诺瓦教授在兰特科学学院领导机械杀菌表面研究组。

她的研究得到了澳大利亚研究委员会工业转型研究中心和工业转型培训中心计划的资金和CASS基础。

参考：“纳米结构表面的机械杀菌作用”通过丹佛P. Linklater，vladimir A. Baulin，Saulius Juodkazis，Russell J. Crawford，Paul Stoodley和Elena P. Ivanova，2012年8月17日，自然评论Microbiology.doi：
10.1038 / s41579-020-0414-z


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