2019-07-03 05:37:01
研究人员为生物医学应用设计了超疏水纳米花

植物叶子具有天然的超级大国 - 它们具有防水特性。这种特性称为超疏水表面,可以让叶子清除灰尘颗粒。受到这种自然设计的启发,得克萨斯A&M大学的一组研究人员开发出一种创新方法来控制表面的疏水性,从而有利于生物医学领域。

生物医学工程系Akhilesh K. Gaharwar博士实验室的研究人员通过在纳米材料中加入原子缺陷,开发出“莲花效应”,这可能在生物医学领域得到广泛应用,包括生物传感,芯片实验室,血液 - 防污,防污和自洁应用。

超疏水材料广泛用于装置的自清洁特性。然而,目前的材料需要改变表面的化学或形貌以起作用。这限制了超疏水材料的使用。

“设计疏水表面和控制润湿行为长期以来一直备受关注,因为它在实现自洁能力方面起着至关重要的作用,”Gaharwar说。 “然而,在一些生物医学和生物技术应用中,根据需要,控制表面润湿行为的生物相容性方法有限。”

德克萨斯A&M设计采用“纳米花状”二维(2-D)原子层组装,以保护表面不被润湿。该团队最近发布了一项发表在化学通讯的研究。二维纳米材料是一种超薄纳米材料,在研究中受到了广泛关注。 Gaharwar的实验室使用二维二硫化钼(MoS2),这是一种新型的二维纳米材料,在纳米电子学,光学传感器,可再生能源,催化和润滑方面表现出巨大的潜力,但尚未被用于生物医学应用。这种创新方法展示了这种独特材料在生物医学工业中的应用。

“这些二维纳米材料的六角形填充层排斥水附着,然而,顶层缺少原子,可以通过下面的下一层原子轻松接近水分子,使其从疏水转变为亲水,”主要作者说。该研究的负责人,Manish Jaiswal博士,Gaharwar实验室的高级研究员。

这项创新技术为多个科技领域的扩展应用打开了许多大门。使用溶剂蒸发方法,可以容易地将超疏水涂层涂覆在各种基材上,例如玻璃,薄纸,橡胶或二氧化硅。这些超疏水涂层具有广泛的应用,不仅用于开发纳米电子器件中的自清洁表面,还用于生物医学应用。具体而言,该研究表明含有蛋白质的血液和细胞培养基不会粘附在表面上,这是非常有前景的。此外,该团队目前正在探索控制疏水性在干细胞命运中的潜在应用。

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