澳大利亚科学家发现,蝉翼表面紧密排列的纳米锥体结构能够物理撕裂某些细菌的细胞膜,从而起到杀菌作用。这是首次在天然物体表面发现此类特性,代表了一类新型生物材料。同时,这种结构还有利于眼细胞的附着和繁殖。
詹姆斯·库克大学海洋和热带生物学院的格里格·沃特森(Greg Watson)博士及其团队在散步时偶然注意到一只死蝉的蝉翼不反光,遂带回实验室研究。他们发现蝉翼比身体腐烂得更慢,推测其表面具有抗菌特性。利用原子探针显微镜测量蝉翼与土壤颗粒、花粉等的粘附力后,他们开始研究细菌与蝉翼的相互作用。沃特森博士联合斯文本技术大学及西班牙的研究人员,深入分析了蝉翼的纳米结构。研究提出,蝉翼表面的六角锥体(高度约200纳米,间距约170纳米)能够机械地拉伸并撕裂细菌细胞膜,导致细菌死亡。该成果发表于《生物物理杂志》(Biophysical Journal),并获《自然》杂志报道。
此外,沃特森博士与昆士兰眼研究所合作,成功在蝉翼表面培养了人眼视网膜细胞,表明蝉翼结构可支持细胞生长。未来,该研究有望推动仿生抗菌材料的发展,并应用于组织工程。其他昆虫翅膀的类似特性也在研究中。