植物叶子具有天然的超级大国 - 它们具有防水特性。这种特性称为超疏水表面，可以让叶子清除灰尘颗粒。受到这种自然设计的启发，得克萨斯A&M大学的一组研究人员开发出一种创新方法来控制表面的疏水性，从而有利于生物医学领域。
生物医学工程系Akhilesh K. Gaharwar博士实验室的研究人员通过在纳米材料中加入原子缺陷，开发出“莲花效应”，这可能在生物医学领域得到广泛应用，包括生物传感，芯片实验室，血液 - 防污，防污和自洁应用。
超疏水材料广泛用于装置的自清洁特性。然而，目前的材料需要改变表面的化学或形貌以起作用。这限制了超疏水材料的使用。
“设计疏水表面和控制润湿行为长期以来一直备受关注，因为它在实现自洁能力方面起着至关重要的作用，”Gaharwar说。“然而，在一些生物医学和生物技术应用中，根据需要，控制表面润湿行为的生物相容性方法有限。”
德克萨斯A&M设计采用“纳米花状”二维(2D)原子层组装，以保护表面不被润湿。该团队最近发布了一项发表在化学通讯的研究。二维纳米材料是一种超薄纳米材料，在研究中受到了广泛关注。Gaharwar的实验室使用二维二硫化钼(MoS2)，这是一种新型的二维纳米材料，在纳米电子学，光学传感器，可再生能源，催化和润滑方面具有巨大潜力，但尚未对生物医学应用进行研究。这种创新方法展示了这种独特材料在生物医学工业中的应用。
“这些二维纳米材料的六角形填充层排斥水附着，然而，顶层缺少的原子可以通过下面的下一层原子轻易接近水分子，使其从疏水层转变为亲水层，”该主要作者说。研究，Manish Jaiswal博士，Gaharwar实验室的高级研究员。
这项创新技术为多个科技领域的扩展应用打开了许多大门。使用溶剂蒸发方法，可以容易地将超疏水涂层涂覆在各种基材上，例如玻璃，薄纸，橡胶或二氧化硅。这些超疏水涂层具有广泛的应用，不仅用于开发纳米电子器件中的自清洁表面，还用于生物医学应用。具体而言，该研究表明含有蛋白质的血液和细胞培养基不会粘附在表面上，这是非常有前景的。此外，该团队目前正在探索控制疏水性在干细胞命运中的潜在应用。