日内瓦大学 眼睛由许多小平面组成，这些小平面本身被几十纳米高的一薄层突起所覆盖
1微米(mm) = 1000纳米(nm)
信用:UNIGE 包括果蝇在内的许多昆虫的眼睛都被一层薄薄的透明涂层所覆盖，该涂层由具有抗反射、抗粘连特性的微小突起组成
发表在《自然》杂志上的一篇文章揭示了这种纳米涂层的秘密
来自日内瓦大学和洛桑大学的作者——与苏黎世联邦理工学院(ETHZ)一起——表明涂层仅由两种成分组成:一种叫做视网膜素的蛋白质和角膜蜡
在艾伦·图灵于20世纪50年代模拟的形态发生过程中，这两种成分通过分别扮演激活剂和抑制剂的角色，自动生成规则的突起网络
多学科团队甚至成功地通过在不同种类的表面混合视网膜素和蜡来人工复制这种现象
这种方法非常便宜，基于可生物降解的材料，用于获得具有类似昆虫形态的纳米涂层，具有防粘和防反射功能，可在隐形眼镜、医用植入物和纺织品等多种领域得到广泛应用
“覆盖一些昆虫眼睛表面的纳米涂层是在20世纪60年代末的蛾类中发现的，”UNIGE医学院细胞生理学和新陈代谢系教授、该研究的首席研究员弗拉基米尔·卡塔纳耶夫说
“它由直径约200纳米、高度几十纳米的密集小突起网络组成
它具有减少光反射的效果
" 没有覆盖层的昆虫的角膜通常反射大约4%的入射光，而有覆盖层的昆虫的角膜反射率下降到零
虽然4%的提高看起来很小，但这已经是足够的优势了——尤其是在黑暗的条件下——在进化过程中被选中
由于其防粘特性，该涂层还能提供物理保护，防止空气中最小的灰尘颗粒
卡塔纳耶夫教授十年前进入这个研究领域
2011年，他和他的团队第一个发现了果蝇眼睛上的纳米涂层
这种昆虫比飞蛾更适合科学研究，特别是因为它的基因组已经被完全测序
艾伦·图灵:指路明灯 基于他们的初步结果，2015年卡塔纳耶夫教授和他的同事提出，纳米涂层是由英国数学家艾伦·图灵在20世纪50年代模拟的形态发生机制产生的
该模型认为，两个分子自动组织起来，形成规则的斑块或条带
第一个起着催化剂的作用，启动一个特殊模式出现并自我放大的过程
但它也同时刺激第二个分子，第二个分子作为抑制剂，扩散得更快
这个模型使得在宏观尺度上解释自然现象成为可能——比如豹子身上的斑点或者斑马身上的条纹——在微观尺度上解释自然现象成为可能，但在纳米尺度上还没有
这位日内瓦的研究员现在已经收集了更多的证据来支持这个假设
多亏了生物化学分析和基因工程的使用，卡塔纳耶夫教授和他的同事成功地识别了图灵开发的反应扩散模型中涉及的两个成分
这取决于一种叫做视蛋白和蜡的蛋白质，由几种特殊的酶产生，其中两种已经被鉴定
视黄蛋白起着激活剂的作用:由于其最初的非结构形状，它在与蜡接触时采用球状结构，并开始产生图案
另一方面，蜡起着抑制剂的作用
两者之间的动力层导致了纳米涂层的出现
人造纳米涂层 卡塔纳耶夫教授说:“我们随后成功地用为此目的而转基因的细菌以非常低的成本生产了视网膜素。”
“净化后，我们将其与不同的商业蜡混合，涂在玻璃和塑料表面
然后我们能够非常容易地复制纳米涂层
它的外观类似于昆虫身上的涂层，具有抗反射和抗粘附的特性
我们认为我们可以在几乎任何种类的表面上沉积这种类型的纳米涂层，包括木材、纸张、金属和塑料
" 初步测试表明，该涂层可耐受20小时的水洗(它很容易被清洁剂或划痕损坏，尽管技术改进可以使其更加坚固)
抗反射性能已经在隐形眼镜制造商中引起了一定程度的兴趣，而抗粘附性能可以吸引医用植入物的制造商
事实上，这种类型的涂层可以控制人体细胞附着的位置
工业界已经拥有获得这一成果所需的技术
但是他们使用苛刻的方法，如激光或酸
日内瓦团队的解决方案具有便宜、良性和完全可生物降解的优势
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