受蟬等昆蟲殺菌翅膀的啟發，科學家們開發了一種天然抗菌質地，用于食品包裝，以延長保質期并減少浪費。來自澳大利亞-日本科學家團隊的實驗室制造的納米紋理可殺死多達 70% 的細菌，并在轉移到塑料上時保持其有效性。
超過 30% 的供人類消費的食品變成了廢物，如果檢測到細菌生長，整批貨物都會被拒收。該研究為顯著減少浪費奠定了基礎，特別是在肉類和奶制品出口方面，以及在工業規模上延長保質期并提高包裝食品的質量、安全性和完整性。
RMIT 大學特聘教授 Elena Ivanova 表示，研究小組成功地將一種自然現象應用于合成材料——塑料。消除細菌污染是延長食品保質期的一大步。“我們知道蟬和蜻蜓的翅膀是高效的細菌殺手，可以幫助激發解決方案，但復制自然始終是一個挑戰。我們現在創造了一種納米紋理，可以模仿昆蟲翅膀的細菌破壞效果并保留其抗菌作用打印在塑料上時的功率。這是朝著食品和制造業的天然、非化學、抗菌包裝解決方案邁出的一大步。”
該研究發表在ACS Applied Nano Materials 上，是 RMIT、東京都立大學和三菱化學的 KAITEKI 研究所之間的合作。2015年，澳大利亞向日本出口了價值31億美元的食品和農產品，成為該國第五大此類產品出口國。
■如何運作？
蜻蜓和蟬的翅膀上覆蓋著大量的納米柱——與細菌細胞大小相似的鈍尖刺。當細菌落在機翼上時，納米柱的圖案將細胞拉開，破壞它們的膜并殺死它們。這就像拉伸乳膠手套，隨著它慢慢拉伸，乳膠中最薄弱的地方會變薄并最終撕裂。
Ivanova 的團隊通過復制昆蟲的納米柱并開發自己的納米圖案來開發他們的納米紋理。為了評估該圖案的抗菌能力，在 RMIT 的世界級顯微鏡和微量分析設施中監測細菌細胞。最好的抗菌圖案與日本團隊分享，他們開發了一種在塑料聚合物上復制圖案的方法。
回到澳大利亞，Ivanova 的團隊對塑料納米圖案進行了測試，發現了一種最能復制昆蟲翅膀但也最容易制造和放大的納米圖案。伊萬諾娃說，處理塑料比硅和金屬等其他材料更困難，因為它具有靈活性。她表示，在這項研究中創建的納米紋理在用于硬質塑料時具有自己的優勢。我們的下一個挑戰是使其適用于較軟的塑料。
自從十年前 Ivanova 和她的同事發現昆蟲翅膀的細菌殺滅特性以來，他們一直在努力設計最佳的納米圖案來利用昆蟲的細菌殺滅能力并將其用于一系列材料。直到最近，很難找到合適的技術以適合制造的規模復制這種納米紋理。
但現在技術可以擴大規模并將抗菌性能應用于包裝，以及一系列其他潛在應用，如個人防護設備。
他們的新研究建立在 2020 年使用昆蟲啟發的納米材料對抗超級細菌研究的基礎上。該團隊熱衷于在下一階段的研究中與潛在的合作伙伴合作——升級技術并確定大規模生產抗菌包裝的最佳方法。
（來源：賢集網）
