Tại sao đôi cánh mỏng manh của ve sầu có thể giết chết mọi loài vi khuẩn?

Khoảng một thập kỷ trở lại đây, các nhà khoa học phát hiện ra nhiều điều bí ẩn tuyệt vời trên đôi cánh của loài ve khi quan sát loài côn trùng ồn ào này dưới kính hiển vi. Đôi cánh mỏng manh của chúng chính là cảm hứng để các nhà khoa học nghĩ tới một bề mặt có tính kháng nước và kháng khuẩn siêu việt để ứng dụng vào thực tế.

Đôi cánh của loài mỏng như thế nào?

Đôi cánh mỏng manh của con ve thực chất là một lớp màng biểu bì siêu mỏng và trong suốt. Các đường "gân cánh" chính là một mạng lưới các mạch máu, được kết nối với các ống thông khí và cả các sợi thần kinh.

Cánh của ve sầu

Độ dày cực đại của cánh ve ở những điểm có tiết diện mạch máu lớn nhất là khoảng 0,7mm, và độ dày này giảm xuống chỉ còn 0,07mm, hay 70 micromet ở những điểm có tiết diện mạch máu nhỏ hơn.

Khi quan sát bề mặt cánh ve dưới kính hiển vi các nhà khoa học đã tìm thấy một lớp phủ nano tự nhiên được gọi là "nanopillars". Chúng là các cột phân tử axit béo, cao khoảng 400nm và xếp san sát nhau.

Lớp axit béo nano của ve sầu giúp chúng đẩy lùi các vật chất như bụi, phấn hoa và nước để tự làm sạch. Giống như bề mặt của lá sen, nước rơi trên bề mặt cánh của ve sầu cũng sẽ trôi tuột đi. Chính vì vậy, trong tự nhiên ve sầu gần như không bao giờ phải trú mưa.

Một vật liệu chống vi khuẩn tự nhiên

Thiết kế độc đáo này khiến cánh ve sầu biến thành một bàn chông

Không chỉ có đặc tính kháng nước, những cột axit béo nano trên cánh ve còn có hình dạng đặc biệt, thuôn nhọn về phía đỉnh với đường kính đầu chỉ khoảng 80nm và đường kính đáy khoảng 150nm. Thiết kế độc đáo này khiến cánh ve sầu biến thành một bàn chông và nó là ác mộng đối với những con vi khuẩn nếu vô tình có mặt trên đó. Màng của chúng sẽ bị các cột axit béo đâm thủng và xé toạc.

Ứng dụng

Bắt chước hiệu ứng kháng khuẩn tự nhiên của cánh ve, các nhà khoa học hy vọng có thể sẽ chế tạo ra các bề mặt vật liệu an toàn sinh học, có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như y tế, nông nghiệp và đời sống.

Ví dụ như một lớp kháng khuẩn bắt chước các cột nano trên cánh ve sẽ được phủ lên giường bệnh, tay nắm cửa… và các bề mặt dễ nhiễm khuẩn khác để hạn chế lây chéo trong bệnh viện. Hoặc các nhà khoa học cũng có thể chế tạo ra một bộ lọc hoặc đường ống nước chứa các cột nano siêu nhỏ như trên cánh ve để giúp nước chảy nhanh hơn và các gai nano siêu nhỏ có thể giết chết vi khuẩn.

Thứ Tư, 03/06/2020 10:17
51 👨 351
0 Bình luận
Sắp xếp theo