最近在一篇文章发表在开放获取期刊亚博网站下载,研究人员讨论了疏水性的影响和微观结构对分生孢子在自洁仿生表面抵抗性。
研究:自洁式仿生Surfaces-The微观结构和疏水性对分生孢子排斥性。图片来源:Jupeter / Shutterstock.com
背景
粮食损失在收获后加工具有显著的经济、社会和环境后果。致植物病的最常见的原因是模具收获后粮食恶化。葡萄孢菌(b .灰质植物病原真菌和其他担心的农业系统的主要来源。机载分生孢子传播这些模具,污染表面和感染植物和新鲜农产品,造成巨大损失。
分生孢子两个自然表面的排斥性。c .耐树叶番茄,检测他们的分生孢子排斥性。分生孢子排斥性代表分生孢子的数量统计在洗之前,洗后除以分生孢子的数量统计(BW / AW)在同一表面。对使用学生的t检验进行比较。分生孢子排斥性的c值耐叶子(3.57±0.69)明显高于番茄叶片(1.15±0.04)(p < 0.01,酒吧代表STD)。图片来源:阿龙,H et al .,材料亚博网站下载
食物腐烂可以显著减少通过开发新的功能性表面与真菌的品质。表面涂层是实现这一目的的一种方法。许多涂料的基本缺点是他们容易刮擦和恶化,尤其是在无毒材料用于食品包装或温室。亚博网站下载表面结构的非化学方法创建表面各种身体素质。
自然的表面是一位著名的灵感来源创建结构化表面的各种素质。仿生学是研究合成设计的灵感来自大自然。主要有两种方法来创建这样的结构化表面:构建地形表面的顶部(自底向上方法)或刮表面向内生成适当的地形(自顶向下方法)。聚二甲基硅氧烷(PDMS)是最广泛使用的聚合物在软光刻技术。许多表面,特别是bioinspired PDMS-based表面,研究了anti-biofouling活动。
关于这项研究
在这项研究中,作者建立了一个可行的技术制造仿生自清洁表面结构对农业应用,如温室覆盖屏幕和收获后的包装材料。亚博网站下载天然和合成的胶粘剂性能微观结构进行了研究,以及结构化的仿生表面的能力很容易摆脱真菌分生孢子进行了研究。
研究人员准备的PDMS复制芋耐(大象耳朵)和茄属植物lycopersicum(番茄)叶子用软光刻技术。应用之间的比率并使用显微镜成像后剩余的分生孢子进行了分析b .灰质分生孢子是应用于自然表面清洗过程。
分生孢子排斥性合成表面的能力。分生孢子的排斥性值三个PDMS表面:c .耐糖和西红柿叶子副本(橙色和蓝色分别),平面(绿色)作为一个结构的控制较少的表面具有相同的化学性质。成对比较使用学生的学习任务,进行α使用Bonferroni调整修正。番茄叶片的显微结构似乎诱导显著高于分生孢子排斥性值(1.9±0.18)比c .耐树叶的纹理(1.2±0.05)(p < 0.01)。图片来源:阿龙,H et al .,材料亚博网站下载
仿生学的叶片表面微观结构,作者用软光刻技术作为繁殖方法。简单、仿生和经济分生孢子的表面准备应用在农业、特别是收获后。b .灰质采用模型对致病性真菌无处不在,以及表面模型c .耐与成熟的自洁能力,一片树叶和番茄的自然宿主b .灰质。
对于疏水性和分生孢子洗涤能力,叶子和相应的合成PDMS,激活PDMS-derived显微结构的复制,和无定形的PDMS表面进行评估。
明显的团队进行测量和分析自然和制造表面的接触角,包括激活(亲水)表面疏水性的影响进行调查。两个真正的叶子被用作模板仿生结构创建PDMS软光刻技术。不同结构的表面化学性质不同的能力水平(疏水性)调查洗分生孢子。
观察
的dust-repellentc .耐叶子conidia-repellency高于番茄叶子,是臭名昭著的植物病原模具的高灵敏度。微结构复制并不是与镜像同步分生孢子排斥性的性质,和分生孢子排斥性是受到多种因素的影响,包括微观结构和疏水性。
之间没有链接发现明显的表面的接触角和分生孢子排斥性,表明洗涤能力受微观结构和疏水性的影响。微型地下(番茄三色的)也发现高conidia-repelling权力,这说明non-superhydrophobic微结构的重要性。分生孢子洗涤能力不能仅仅通过微观结构来解释或疏水性。此外,一个独特的微观结构形状的番茄毛状体发现可能被利用作为一个分生孢子的结构的疏水状态。
所有合成表面分离洗涤效率的毛状体的表面。摘要洗涤效率的合成表面检查在这项研究。(一个)PDMS表面,(b)激活PDMS表面。毛状体是分开统计的番茄表面(分别为红色和紫色酒吧)。只有疏水毛状体洗涤效率明显高于所有其他表面。图片来源:阿龙,H et al .,材料亚博网站下载
没有明显的表面清洗效率和分生孢子密度之间的关系被发现,这意味着这里的分生孢子依从性研究是在初始阶段,由物理粘附力。分生孢子没有联系排斥性和表面疏水性被发现,以明显的接触角。没有分生孢子粘附和表面疏水性之间的联系b .灰质。分生孢子的排斥性自然系统中无法复制的显微结构的复制。
结论
总之,本研究阐明自然树叶的自洁能力,以便更好地理解之间的关系分生孢子洗涤能力,微观结构,疏水性表面。在特定的化学条件下,它被发现,某些微观结构可以产生合成表面产生分生孢子排斥性属性。
作者强调,需要更多的研究来找到最好的地形方面,基于微结构槽之间的距离的原则应该在分生孢子的大小。他们提到其他真菌可能有不同的交互由于疾病的各种各样的形式和特点。他们还认为,未来研究conidia-driven机制在微尺度表面可能导致更有效的自清洁表面微观结构。
源
阿龙,H。Vitoshkin, H。齐夫C。,等。自洁仿生Surfaces-The微观结构和疏水性对分生孢子排斥性。亚博网站下载材料(7)2526 (2022)。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/7/2526
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