Исследование выявило уникальную способность цикад убивать микробов
Химические соединения, покрывающие крылья цикад, обладают способностью отталкивать воду и убивать микробов, говорится в исследовании, опубликованном 14 апреля в журнале Advanced Materials Interfaces.
Ученые изучили физические особенности и химические характеристики крыльев двух видов цикад — однолетней Neotibicen pruinosus и Magicicada casinnii, которая появляется из почвы один раз в 17 лет. Оба вида имеют на крыльях высокоупорядоченный узор из крошечных столбиков, называемых нанопиллярами. Нанопилляры способствуют гидрофобности крыльев — они задерживают воду лучше, чем плащ-дождевик, и уничтожают микробов, которые пытаются прикрепиться к крыльям.
Для изучения нанопиллярной химии ученые разработали метод постепенного извлечения химических соединений на поверхность без повреждения общей структуры крыльев. Согласно методике крылья были помещены в растворитель в закрытой камере и разогреты в микроволновке.
Полученные данные показали, что крылья цикады покрыты смесью из углеводородов, жирных кислот и кислородсодержащих молекул, таких как стерины, спирты и сложные эфиры. Кислородсодержащие молекулы были наиболее обильны в глубине нанопилляров, в то время как углеводороды и жирные кислоты находились в основном на внешних слоях.
Соотношение поверхностных химических веществ у этих двух видов цикад различалось, как и их нанопиллярные структуры.
Исследование показало, что изменение поверхностных химических веществ также изменило структуру нанопилляров. У цикад N. pruinosis нанопилляры начали смещаться относительно друг друга по мере извлечения химических веществ, а затем вернулись к более параллельной конфигурации. Это также лишило их свойства отталкивать воду и убивать микробов.
Крылья цикад M. cassinni имели более короткие нанопилляры и более высокую долю гидрофобных соединений на их поверхности. Ориентация их нанопиллярной конфигурации не изменилась в результате извлечения из них поверхностных химических веществ.
Анализируя эти характеристики цикад, исследователи надеются однажды создать искусственные структуры с подобными поверхностными свойствами. Поиск материалов, которые не пропускают воду и убивают микробы был бы полезен во многих областях применения, от сельского хозяйства до медицины.
