Fly eye mbukak dalan kanggo nggawe permukaan biomimetik
Fly eye mbukak dalan kanggo nggawe permukaan biomimetik
Anonim

Jajaran kornea lalat cilik sing diangkat bisa dadi kunci kanggo nggawe gampang permukaan biomimetik, permukaan sing niru sifat jaringan biologis, miturut tim peneliti Penn State.

"Bioreplikasi wiwit babagan 2001 utawa 2002," ujare Akhlesh Lakhtakia, Godfrey Binder Profesor Ilmu Teknik lan Mekanika. "Kabeh teknik sing kasedhiya saiki ora kondusif kanggo replikasi massa. Ing pirang-pirang kasus, sampeyan bisa nggawe akeh replika sing dikarepake, nanging sampeyan butuh serangga kanggo saben replikasi. Iki ora apik kanggo tujuan industri."

Lakhtakia, nggarap Drew Patrick Pulsifer, mahasiswa pascasarjana ing ilmu teknik lan mekanika; Carlo G. Pantano, profesor ilmu lan teknik material lan direktur Institut Riset Bahan Penn State; lan Raúl José Martín-Palma, profesor fisika terapan, Universidad Autónomia de Madrid, Spanyol, ngembangake cara kanggo nggawe cetakan makro utawa mati sing nahan fitur skala nano.

"We needed obyek cukup gedhe kanggo ngapusi sing isih fitur nanoscale," ngandika Lakhtakia.

Peneliti milih mata blowfly amarga padha duwe aplikasi potensial ing Pabrik sel solar. Blowflies duwe mata majemuk sing kira-kira hemispherical; nanging ing setengah bal kasebut, lumahing ditutupi mata heksagonal macroscale kanthi fitur skala nano.

"Mripat iki sampurna kanggo nggawe sel surya amarga bakal ngumpulake luwih akeh suryo srengenge saka wilayah sing luwih gedhe tinimbang mung cahya sing tiba langsung ing permukaan sing rata," ujare Lakhtakia.

Nanging, supaya bisa digunakake ing produk sing diprodhuksi, permukaan kudu njaga desain sakabèhé kanthi rinci.

Para panaliti mbenerake kornea mabur ing substrat kaca lan ngisi bagian mburi kornea kanthi polydimethylsiloxane, polimer organik sing adhedhasar silikon, supaya tutup logam sing ditrapake ora seep ing mburi mata. Padha banjur setor nikel ing lumahing nggunakake wangun dipunéwahi saka technique conformal-evaporated-film-by-rotasi. Ing teknik iki, para peneliti nguap kanthi termal materi sing mbentuk lapisan ing ruang vakum. Obyek sing nampa lapisan kasebut dipasang ing wadhah lan diputer kira-kira saben rong detik.

Para peneliti nggunakake susunan sangang mata blowfly sing dilapisi karo 250 nanometer nikel. Cithakan awal iki banjur electroformed -- cara electroplating - kanggo simpenan nikel ing mburi kanggo nggawe master Cithakan nglukis setengah milimeter. Kekandelan template master bisa luwih kenthel.

"Replika polimer diprodhuksi … dening casting nindakake setya ngasilaken fitur saka sawetara micrometers lan luwih gedhe ing dimensi," peneliti kacarita ing edition online saka Bioinspiration & Biomimetics.

Cithakan master bisa digunakake minangka die kanggo cap pola utawa minangka cetakan. Tujuane kanggo nggunakake master die / cetakan kanggo ngasilake ora mung putri mati / cetakan, nanging kanggo kothak cithakan supaya padha bisa imprint area gedhe. Peneliti mbokmenawa bakal nggedhekake cithakan kanggo kalebu 30 kornea blowfly.

"Salah sawijining perkara sing apik babagan lapisan conformal kaya iki yaiku, dadi nanograin," ujare Lakhtakia. "Permukaan die dadi alus banget supaya polimer bisa uga ora nempel."

Akeh permukaan biologi sing bisa nggawe permukaan pabrik kanggo macem-macem aplikasi. Para panaliti saiki nliti swiwi kupu kanggo mangerteni carane permukaan nggawe werna tanpa pigmen.

"Ing menarik, ing borer awu zamrud, serangga sing bubar dadi masalah ing Pennsylvania, bolo dening werna," ngandika Lakhtakia. "Apa lures digawe saka cithakan saka kulit awu borer narik kawigaten lanang?"

Popular dening topik