受蝉等昆虫杀菌翅膀的启发，科学家们开发了一种天然抗菌质地，用于食品包装，以延长保质期并减少浪费。来自澳大利亚-日本科学家团队的实验室制造的纳米纹理可杀死多达 70% 的细菌，并在转移到塑料上时保持其有效性。

超过 30% 的供人类消费的食品变成了废物，如果检测到细菌生长，整批货物都会被拒收。该研究为显著减少浪费奠定了基础，特别是在肉类和奶制品出口方面，以及在工业规模上延长保质期并提高包装食品的质量、安全性和完整性。

RMIT 大学特聘教授 Elena Ivanova 表示，研究小组成功地将一种自然现象应用于合成材料——塑料。消除细菌污染是延长食品保质期的一大步。“我们知道蝉和蜻蜓的翅膀是高效的细菌杀手，可以帮助激发解决方案，但复制自然始终是一个挑战。我们现在创造了一种纳米纹理，可以模仿昆虫翅膀的细菌破坏效果并保留其抗菌作用打印在塑料上时的功率。这是朝着食品和制造业的天然、非化学、抗菌包装解决方案迈出的一大步。”

该研究发表在ACS Applied Nano Materials 上，是 RMIT、东京都立大学和三菱化学的 KAITEKI 研究所之间的合作。2015年，澳大利亚向日本出口了价值31亿美元的食品和农产品，成为该国第五大此类产品出口国。

■如何运作？

蜻蜓和蝉的翅膀上覆盖着大量的纳米柱——与细菌细胞大小相似的钝尖刺。当细菌落在机翼上时，纳米柱的图案将细胞拉开，破坏它们的膜并杀死它们。这就像拉伸乳胶手套，随着它慢慢拉伸，乳胶中最薄弱的地方会变薄并最终撕裂。

Ivanova 的团队通过复制昆虫的纳米柱并开发自己的纳米图案来开发他们的纳米纹理。为了评估该图案的抗菌能力，在 RMIT 的世界级显微镜和微量分析设施中监测细菌细胞。最好的抗菌图案与日本团队分享，他们开发了一种在塑料聚合物上复制图案的方法。

回到澳大利亚，Ivanova 的团队对塑料纳米图案进行了测试，发现了一种最能复制昆虫翅膀但也最容易制造和放大的纳米图案。伊万诺娃说，处理塑料比硅和金属等其他材料更困难，因为它具有灵活性。她表示，在这项研究中创建的纳米纹理在用于硬质塑料时具有自己的优势。我们的下一个挑战是使其适用于较软的塑料。

自从十年前 Ivanova 和她的同事发现昆虫翅膀的细菌杀灭特性以来，他们一直在努力设计最佳的纳米图案来利用昆虫的细菌杀灭能力并将其用于一系列材料。直到最近，很难找到合适的技术以适合制造的规模复制这种纳米纹理。

但现在技术可以扩大规模并将抗菌性能应用于包装，以及一系列其他潜在应用，如个人防护设备。

他们的新研究建立在 2020 年使用昆虫启发的纳米材料对抗超级细菌研究的基础上。该团队热衷于在下一阶段的研究中与潜在的合作伙伴合作——升级技术并确定大规模生产抗菌包装的最佳方法。

（来源：贤集网）