Aмeрикaнскиe учeныe пoкaзaли, чтo xимичeский сoстaв крыльeв цикaд влияeт нa иx супeргидрoфoбнoсть и бaктeрицидныe свoйствa нe мeньшe, чeм нaнoрeльeфнaя тeкстурa нa пoвeрxнoсти. В стaтьe в Advanced Materials учeныe пишут, чтo жирныe кислoты и нaсыщeнныe углeвoдoрoды нa пoвeрxнoсти крылa убивaют нaлипaющиe нa крыла бaктeрии и у цикaд с глaдким крылoм, и у тex, пoвeрxнoсть кoтoрыx пoкрытa мaссивoм нaнoстeржнeй. Вo втoрoм случae этo eщe и дeлaeт крылo супeргидрoфoбным.
Крыла мнoгиx нaсeкoмыx oблaдaют гидрoфoбнoй пoвeрxнoстью — этo пoмoгaeт зaщитить крылo oт грязи, дoждeвыx капеж и бактерий. Такая защита не дает грязи липнуть на крылышки, но если этого неудовлетворительно, то насекомые не ограничиваются изменением химического состава поверхности, а факультативно наносят на нее рельефную нанотекстуру. Коли на то пошл поверхность становится супепргидрофобной, и капли не нетрудно не прилипают к крыльям, но и сразу но скатываются с них. Считается, что некоторым видам цикад такая экзоглиф помогает бороться с биозагрязнением, повреждая мембраны налипающих бери крылья бактерий.
Американские исследователи под руководством Джессики Ромаша-Кустас (Jessica Román-Kustas) из Научно-исследовательской лаборатории строительной техники (CERL) решили разобраться, нечего гре ли бактерицидная природа крыльев цикад связана с их супергидрофобностью и какую цена в антимикробных свойствах играет химический состав крыла, а какую — нанорельеф держи его поверхности. Для этого ученые сравнили крыла двух видов из семейства певчих цикад: однолетней цикады Neotibicen pruinosus и периодической цикады Magicicada cassinii. Периодическая цикада имеет 17-холодный цикл развития, но в форме взрослого насекомого с крыльями живет больше месяца. У цикады N. pruinosus цикл развития в (итоге год, но в крылатой форме она находится объемисто дольше — от 2 до 4 месяцев. Благодаря тому и свои крылья от воды это насекомое защищает куда усерднее: если у 17-летней цикады M. cassinii параболоид крыла почти гладкая и выступы не через. Ant. ниже 50 нанометров, то на крыльях однолетней цикады N. pruinosus разрешается обнаружить упорядоченный массив из наностолбиков высотой в немножечко сотен нанометров.
Крылья певчих цикад Neotibicen pruinosus и Magicicada cassinii. Внизу схематично показана эволюция нанорельефа крыла в процессе послойной микроволновой экстракции
С через микроволновой экстракции (microwave-assisted extraction) авторы работы снимали дернина за слоем с поверхности крыла и определяли его синтетический состав. Выяснилось, что основный компонент гидрофобного покрытия для того обоих видов насекомых — жирные кислоты и насыщенные углеводороды с углеродным скелетом длиной через 17 до 44 атомов. При этом основная часть приходится на более короткие молекулы (углеводороды длиной после 29 атомов и жирные кислоты длиной 19 атомов). Подобный химический состав делает почти гладкую пандус крыльев M. cassinii гидрофобной, а текстурированную поверхность крыла N. pruinosus — супергидрофобной и помогает таким образом уберечь крылья от излишков воды и грязи нате поверхности.
Микрофотографии поверхности крыла цикады Neotibicen pruinosus в процессе послойной микроволновой экстракции
Пусть оценить бактерицидные свойства крыльев, авторы работы изучили аллелопатия. Ant. несогласованность крыльев с клетками кишечной палочки — сколько охотно бактерии садятся на крылья насекомых и сколько стоит из них потом погибает. Предыдущее разрабатывание предполагало, что к смерти бактерий приводят аккурат наностолбики: за счет прокола или разрыва подле растяжении разрушается клеточная мембрана бактерии, и секция погибает. Однако сейчас ученые показали, в чем дело? бактерицидный механизм, вероятно, несколько сложнее и ненатуральный состав поверхности крыла важен не не так, чем нанотекстура. Наностолбики на поверхности несомненно заметно уменьшает число бактерий, изначально севших в крыло (при этом количество бактерий увеличивается с уменьшением гидрофобности). Обаче процент погибших клеток на гладкой и нанотекстурированной поверхностях оказался чуть было не одинаковым. Послойный анализ химического состава показал, зачем основную роль в гибели бактерий, вероятно, играют насыщенные углеводороды.
Ученые отмечают, что-то полученные данные будут крайне полезными около создании искусственных гидрофобных поверхностей с антибактериальными свойствами. Химики на каждом слове используют крылья насекомых в качестве биопрототипа искусственных материалов. Пример, химики из США и Китая сделали протолочка, который отражает не более одного процента света в видимом и инфракрасном диапазонах, использовав в качестве прообраза гидрофобные брохосомы — частицы, которые производят цикадки к маскировки и защиты.
Стоит отметить, что поодаль не все насекомые, которые часто контактируют с водою, делают свои крылья супергидрофобными. Например, у медоносных пчелы уголочек смачивания едва превышает 100 градусов, да они могут двигаться по поверхности воды, гребя крыльями, сиречь веслами.
Александр Дубов
https://nplus1.ru/
Ключевые говорение:
Читайте также:
Врач Соломатина объяснила, на хрена не нужно есть овсянку каждый вторник
Согласно рекомендации врача-диетолога Елены Соломатиной, овсянку безвыгодный нужно употреблять чаще чем три раза в неделю
Подробнее »»
