科学家复制自我清洁反射纳米昆虫的眼睛

时间：2022-01-05 16:52:15 来源：

来自俄罗斯和瑞士的科学家探讨了纳米结构，覆盖着小果蝇的眼睛的玉米饼。调查他们的团队学会了如何以具有成本效益和生态的方式生产安全的可生物降解的纳米核，以抗微生物，反射和自清洁性能。保护涂层可能会在佩戴经济学领域寻找应用，包括医学，纳米电子，汽车工业和纺织工业。描述这些发现的文章本质上。

来自远东联邦大学（Fefu，俄罗斯）的科学家们与洛桑大学日内瓦大学的同事组成，瑞士联邦理工学院在苏黎世在跨学科研究项目中，他们能够人为地再现纳米封装果实果蝇（果蝇苍蝇）自然地设计用于保护昆虫的眼睛免受最小的粉尘颗粒免受昆虫的眼睛，并关闭光的反射。

纳米晶的工艺符合各种经济领域的需求。它可以包装任何平坦或三维结构，并且根据任务，给予它抗反射，抗菌和疏水性质，包括自清洁。例如，后者是矫正视力的昂贵可重复使用的昂贵过夜耳镜的非常重要的特征。通过更复杂和昂贵的方法产生类似的抗反射涂层已经已知。他们正在电脑，眼镜的面板上使用，可以用它们覆盖博物馆的绘画，以排除光线的反射和折射。

“考虑到与现代制造类似结构的现代方法更具成本效益，我们能够以任何所需的数量生产纳米核化。天然成分的工作不需要特殊的设备，也不是化学蚀刻，光刻和激光印刷的显着能耗和限制，“生物医学学院的天然化合物的药理学研究和主管头部Fefu。

“发展具有广泛的应用。例如，它可能是纺织品的结构死亡，其将根据视角改变颜色。可以基于超材料，用于医疗植入物的抗菌层，以及用于隐形眼镜和挡风玻璃的自清洁涂层可以产生伪装涂层。我们还认为，如果我们加强了纳米核，它可能是为柔性微型晶体管原型的基础，专为现代电子产品设计。“

从果蝇头的宏观形象到涂覆异常透镜的单个乳头型纳米结构的原子力显微镜（AFM）图像，从果蝇头的宏观图像上显示倍率增加。

科学家通过直接和反向生物工程方法，重建小果实苍蝇的角膜涂层。首先，它们将保护层分开进入其成分组分，其原来是视网膜（蛋白质）和角膜蜡（脂质），然后在室温条件下重新组装，覆盖玻璃和塑料表面。

根据Vladimir Katanaev，任何其他类型的材料也可以是纳米统计化的。具有不同类型的蜡和视网膜蛋白的遗传操作的组合允许设计高度佩戴和复杂的功能纳米织物。

科学家解释说，在果蝇的玉米裂片上形成保护纳米结构的机制是一种自组织过程，由Alan在1952年作为反应扩散机制描述。这与在研究期间执行的数学建模一致。该机制也负责形成例如斑马或豹纹的图案。保护果蝇的玉米体的纳米结构是纳米级图案的第一个确定的例子。

在研究项目过程中，科学家们详细描述了视网膜的性质，因为该蛋白到目前为止已经很少研究。结果证明，当与角膜蜡相互作用时，这最初非结构化的蛋白质形成球状结构。因此，科学家们对持续到图灵模型的自组织的生物物理性质深入了解，突出了自我组织核心的重要分子过程 - 蛋白质结构的启动。

在下一阶段，研究团队旨在开发三维纳米结构（纳米漏斗，纳米柱，涂层层内的纳米槽）的模型，也基于图灵机构。这项工作将撒谎在现代科学知识的前沿，并且可以有希望的基本和技术后果。

Vladimir Katanaev教授开始学习果蝇在大约10年前飞行的眼睛。根据科学家的说法，通过原子力显微镜显得几乎可以获得第一个数据。在与蛋白质研究所（俄罗斯科院）的Igor Serdyuk教授的实验室合作期间，发现苍蝇的玉米面的表面并不光滑，但被伪订购的纳米级外生长的美丽模式覆盖。事实证明，在20世纪60年代后期在飞蛾眼层上留下这种纳米织物，这些结构还提供了抗反射功能的较大昆虫，将入射光的反射降至零并允许优化黑暗中的光照感。

参考：Mikhail Kryuchkov，Oleksii Bilousov，Jannis Lehmann，Manfred Fiebig和Vladimir L.Katanaev，192020年9月16日，“Theophila Corneal Nanococatings的反向和前进和前进工程”
10.1038 / s41586-020-2707-9

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