蝉翼表面结构可成为细菌“终结者”

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据物理学家组织网近日报道，西班牙和澳大利亚的一个联合研究团队声称，首次发现生物仅通过在其物理结构中采用机械能消灭细菌的实例：鸣蝉（Clanger cicada）翅膀上具有的特殊结构，可直接杀死仅仅接触其表面的细菌。这种生物材料上覆盖着纳米级大小的柱状物，如同陷阱般将细菌捕获，慢慢地拉伸、分裂其细胞膜从而将其杀死。该研究结果刊登在最新一期的《生物物理杂志》上。
该研究报告称，在显微镜下，鸣蝉翅膀的表面结构清楚地显示出一道灭菌风景线，只见大量不锋利的如鞋钉般的陈列。当细菌登陆到其上时，可以预料到它们不会突然爆开，而是黏住细菌，慢慢地撕裂其细胞膜，并拖其下陷至翼表面的“鞋钉”之间。这样运作的机制，是出于针对至少有一些细菌的外皮有弹性所为。

这类似于一个水气球落在充满钝钉的床上。这些钉子并不锋利，戳不破气球的外表，但随着时间的推移，气球里面水的重量会把气球的外表拖拽在钉子之间，使其伸展下陷，最终迸出的水导致气球放气。而对于落入蝉翅膀表面里的细菌，这就意味着死亡。

为了确保能够更清楚的理解蝉的翅膀与降落在其表面上的细菌之间到底发生怎样的相互作用，研究人员把一些细菌放在微波炉内，利用微波使它们的皮肤形成不同程度的弹性。然后将这些样本洒落到蝉翼表面看会发生什么，不出所料，那些外皮更有弹性的细菌被撕碎，而那些更坚硬的则没有。

这项蝉翼的研究成果，提供了一个具有增加抵抗细菌污染和感染的新型功能性表面模型。由此，该结果对于研究感染性的微生物无疑是令人兴奋的，或许通过仿生合成设计复制蝉翼这种物理结构，可能最终会设计出“一触即死”的纳米柱抗菌表面，如工作台面、门把手、扶手等。无需喷涂抗菌消毒剂弄污自然表面，即可在接触中杀死细菌或者消灭病毒。