伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的洛伊丝·约克苏里安 研究人员展示了一种新的制造技术，使他们能够复制蝉翅膀上的纳米结构，使它们防水和抗微生物
信用:韦恩布，美国
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地质调查 一个研究昆虫翅膀的物理和化学特性的多学科小组已经证明了复制纳米结构的能力，这种纳米结构有助于蝉的翅膀防水和防止细菌在表面滋生
这项使用商业指甲油的新技术既经济又简单，研究人员称它将有助于制造未来的高科技防水材料
该团队使用了一种简化的制造工艺——纳米压印光刻法——在纽提比森粉蝶的翅膀上制作了一个复杂的柱状纳米结构的模板。纽提比森粉蝶是一种在美国中部发现的一年生蝉
模板是完全可分解的，并且产生平均94
研究人员说，支柱高度的4%和原始机翼或主结构支柱直径的106%
这项研究的结果发表在《纳米快报》杂志上
“我们选择研究这种蝉的翅膀，是因为我们过去的工作证明了它们翅膀上复杂的纳米结构是如何提供出色的防水能力的
伊利诺斯大学厄巴纳-香槟分校的昆虫学教授玛丽安·阿莱茵说:“这是一种非常理想的性能，在从飞机机翼到医疗设备的许多材料工程应用中都很有用。”
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陆军工程兵建筑工程研究实验室和伊利诺伊大学机械科学与工程教授内纳德·米利科维奇
研究人员说，纳米压印光刻并不新鲜，但可能是劳动密集型和昂贵的
有些方法使用有毒物质，会损坏原始复制的物体，比如一只精致的蝉翼
另一些要求高温，这与生物样品如植物或昆虫不相容
显示蝉翅膀上发现的纳米柱的纳米压印光刻制造过程的示意图
信用:美国化学学会
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美国化学学会（American Chemical Society的缩写）
org/doi/10
1021/acs
纳米莱特
0c01547
“我们的工艺允许我们在室温和大气压下在一个开放的实验室里完成这项工作，”克罗佩克说
“我们使用指甲油和擦酒精，这不会对脆弱的翅膀纳米结构造成任何损害
" 在实验室里，研究小组将快干指甲油直接涂在蝉翼上，然后让它在室温下固化
阿莱茵说:“要找到合适的指甲油配方并不容易，因为我们想避免在去除过程中会扭曲或拉伸模板。”
一旦完成，模板可以涂上聚合物或金属，然后溶解掉，只留下复制的金属或聚合物
为了展示新方法的多功能性，研究小组用两种非常不同的复制材料进行了实验:铜金属和一种叫做PDMS的柔性硅基有机聚合物
米利科维奇说:“我们表明，该技术与金属、氧化物或陶瓷的物理气相沉积和电化学沉积以及聚合物等较软材料的化学气相沉积和旋涂兼容。”
阿莱茵说:“铜因其固有的抗菌特性而对我们特别感兴趣，我们过去的研究表明，一些蝉的翅膀上显示出抗菌特性。”
“我们不知道是机翼表面的化学物质还是物理纳米结构，或者是化学物质和地形的结合产生了杀菌活性，但是能够产生具有不同化学物质和结构的材料将有助于我们回答这个基本问题
这种新的、相对简单的制造方法将最终帮助我们设计多功能工程材料
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