Křídla cikád inspirují k antibakteriálním povrchům

Helena Vrecková  |  Věda

Cikády svými křídly efektivně ničí bakterie. Jak tato skutečnost pomůže lidem při vytvoření antibakteriálních povrchů?

Zvířata až neskutečně často inspirují tvorbu člověka. Ať už se jedná o jejich vzhled či specifické schopnosti. Především v robotice se lidé snaží napodobovat schopnosti zvířat, např. rychlý běh, schopnost vysokých výskoků nebo zajímavý let. Nejen robotika si však může od zvířat brát to nejlepší.

Nejnovější výzkum inspirující se zvířetem proběhl mezi biofyziky na Swinburne University of Technology v Austrálii. V centru jejich pozornosti se ocitla cikáda.

Zabiják s hroty na křídlech

Cikády jsou obecně známy především díky svým hlasitým zvukům, které vyluzují samečci pomocí membrány na zadečku. Jedná se tak o nejhlučnější hmyz na světě. Nejen tímto se však cikády vymykají mezi ostatním hmyzem. Například jeden z jejich pouštních zástupců se dokáže ochlazovat pocením. Toto jsou však již známé skutečnosti. Vědci u jednoho z cikádích zástupců však odhalili ještě další zvláštnost, která je skutečně zaujala.

Cikáda Psaltoda clarpennis se od ostatních zástupců svého druhu liší především schopností efektivně zabíjet bakterie. Nedělá to však vědomě či cíleně. Její žilkovaná křídla jsou totiž pokryta nanometrovými fyzickými strukturami, které mají tvar tupých hrotů a dosahují téměř velikostí bakterií.

Křídla cikády Psaltoda clarpennis jsou pokryta fyzickými strukturami nanometrových velikostí, díky kterým likviduje bakterie.
Křídla cikády Psaltoda clarpennis jsou pokryta fyzickými strukturami nanometrových velikostí, díky kterým likviduje bakterie.

Pokud se na křídlo cikády dostane bakterie, její buněčná stěna se natahuje do prostoru mezi jednotlivými hroty. Tímto natahováním je stěna bakterie silně namáhána a oslabována, až se nakonec tlakem protrhne. Podle Eleny Ivanovy se protržení membrány bakterie dá přirovnat například k natahování latexové rukavice, která v určité fázi tlaku již neodolá a praskne.

Pasivní likvidace bakterií

Tato skutečnost inspirovala tým vědců, vedený právě Elenou Ivanovou, který se rozhodl otestovat možnosti této specifické struktury. Vědci ozářili bakterie mikrovlnným zářením, aby u buněk vytvořili různé stupně tuhosti a pevnosti membrán. Ověřili si, že čím pevnější membránu bakterie má, tím je její protržení složitější. Pro cikády je tedy jejich obrana účinná především u bakterií s měkčí a slabší membránou. Při použití speciálních materiálů ke stavbě struktur by bylo možné zvýšit úspěšnost při ničení bakterií.

Model povrchu křídel cikády a na ně spadlé bakterie:

Využití by tento objev našel především při vytváření umělých antibakteriálních povrchů a materiálů. Takovéto materiály by se daly použít na pokrytí veřejných ploch (například autobusových zábradlí), kde je velmi vysoká pravděpodobnost přenosu a nákazy bakteriemi. Také prostředí nemocnic by našlo pro tyto povrchy využití. Jednalo by se tak navíc o pasivní likvidaci bakterií, ke které by nebylo třeba využívat chemických látek, jež by mohly mít přímý negativní vliv na životní prostředí.

Cílem vědců je nyní najít vhodný nanomateriál, který by dokázal likvidovat bakterie s co nejvyšším stupněm pevnosti membrány.

Nejčtenější