植物有天然的超能力——它們是防水的。這種特性被稱為超疏水表面，可以讓樹葉去除灰塵顆粒。受這種自然設計的啟發(fā)，美國得克薩斯AM大學的一組研究人員開發(fā)了一種控制表面疏水性的創(chuàng)新方法，有利于生物醫(yī)學領域。
生物醫(yī)學工程系Akhilesh K. Gaharwar博士實驗室的研究人員通過在納米材料中加入原子缺陷，開發(fā)出了“蓮花效應”，該效應可能會廣泛應用于生物醫(yī)學領域，包括生物傳感、片上實驗室、血液防污、防污和自清潔應用。
超疏水材料廣泛應用于器件的自清潔特性。然而，目前的材料需要改變表面化學或形態(tài)才能有效。這限制了超疏水材料的使用。
“疏水表面的設計和潤濕行為的控制長期以來一直受到關注，因為它在實現(xiàn)自清潔能力方面起著至關重要的作用，”Gaharwar說。“然而，在一些生物醫(yī)學和生物技術應用中，根據(jù)需要控制表面潤濕行為的生物相容性方法有限?！?
德州AM設計采用“納米花”二維(2D)原子層組裝，保護表面不被打濕。該團隊最近發(fā)布了一項發(fā)表在《化學通訊》上的研究。二維納米材料是一種超薄納米材料，在研究中受到廣泛關注。Gaharwar實驗室使用的二維二硫化鉬(MoS2)是一種新型的二維納米材料，在納米電子學、光學傳感器、可再生能源、催化和潤滑等方面具有巨大的潛力，但其生物醫(yī)學應用尚未得到研究。這種創(chuàng)新的方法展示了這種獨特材料在生物醫(yī)學工業(yè)中的應用。
“這些二維納米材料的六邊形填充層排斥水的粘附，然而，頂層缺失的原子可以很容易地通過下面下一層的原子接近水分子，并使它們從疏水層變成親水層，”主要作者說。研究，Manish Jaiswal博士，加哈爾瓦實驗室高級研究員。
這項創(chuàng)新技術為許多科技領域的擴展和應用打開了許多大門。利用溶劑蒸發(fā)法，超疏水涂層可以很容易地涂覆在各種基底上，如玻璃、薄紙、橡膠或二氧化硅。這些超疏水涂層被廣泛應用，不僅用于開發(fā)納米電子器件的自清潔表面，還用于生物醫(yī)學應用。具體來說，這項研究表明，含有蛋白質的血液和細胞培養(yǎng)基不會粘附在表面，這是非常有希望的。此外，該團隊目前正在探索控制疏水性在干細胞命運中的潛在應用。
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