蟬翼表面的納米結(jié)構(gòu)及優(yōu)化結(jié)構(gòu)對細(xì)菌細(xì)胞影響的研究.pdf

1、實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)鳴蟬(Clanger cicada(Psaltoda claripennis) wings)蟬翼表面特殊的納米結(jié)構(gòu)可以有效的殺死某些附著在其表面的細(xì)菌。而且這種殺菌過程完全是一種物理效應(yīng)，并不涉及任何化學(xué)反應(yīng)。蟬翼這種特殊的抗菌能力為研制新型抗菌材料提供依據(jù)。
　　本文由蟬翼表面納米結(jié)構(gòu)對細(xì)菌細(xì)胞壁形態(tài)的影響，提出了一種解釋細(xì)菌細(xì)胞壁在蟬翼表面機(jī)械性破裂機(jī)制的彈性力學(xué)模型，模型中由細(xì)菌細(xì)胞壁的拉伸度來確定蟬翼表面納米結(jié)

2、構(gòu)對細(xì)菌細(xì)胞壁的影響。分別對革蘭氏陽性和陰性菌細(xì)胞壁在蟬翼表面上的拉伸度進(jìn)行計(jì)算，理論結(jié)果表明不同強(qiáng)度的細(xì)菌細(xì)胞壁在蟬翼表面納米結(jié)構(gòu)上發(fā)生的拉伸形變有明顯差異，絕大部分革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁拉伸度超過其承受能力，可發(fā)生機(jī)械性破裂。進(jìn)而得出對于給定的細(xì)胞強(qiáng)度，納米材料上的細(xì)菌破裂由表面結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)決定的。但隨著研究的不斷深入，人們期望能更好的利用抗菌材料，因而提出優(yōu)化結(jié)構(gòu)，即納米顆粒。
　　納米顆粒在生理生化、光學(xué)和生物等方面具有獨(dú)特

3、的特性，可被應(yīng)用到技術(shù)、研究和醫(yī)學(xué)等實(shí)際應(yīng)用中。同時(shí)各種基于固定或釋放殺菌物質(zhì)的合成方法也已被廣泛的應(yīng)用于抗菌材料的生產(chǎn)中。納米技術(shù)和生物學(xué)的融合使納米顆粒成為潛在的抗菌藥物。納米顆粒雖具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)被認(rèn)為是生物醫(yī)藥活性的基礎(chǔ)，但目前沒有對這種作用機(jī)理的系統(tǒng)解釋。因此，本文基于納米顆粒對細(xì)菌細(xì)胞的影響，提出了一種細(xì)菌細(xì)胞與納米顆粒表面結(jié)構(gòu)相互作用的生物物理模型，從熱力學(xué)角度解釋了納米顆粒的抗菌特性?？傻贸黾?xì)菌吸附在納米材料表面的