พลาสติกที่เลียนแบบปีกแมลงช่วยฆ่าเชื้อแบคทีเรีย

พลาสติกชนิดใหม่ที่เลียนแบบผิวของปีกแมลงอาจจะช่วยเหลือมนุษย์ในเรื่องของการมองเห็นได้ มีคนมากกว่า 40,000 คน ในแต่ละปีที่ต้องการการปลูกถ่ายส่วนของดวงตาด้านหน้าที่เรียกว่า “กระจกตา (cornea)” แต่ที่มีผู้บริจาคนั้นไม่สามารถนำใช้ได้เสมอไป อีกทั้งร่างกายของผู้รับบริจาคอาจจะไม่ยอมรับการแทนที่ดวงตาในส่วนนี้จากผู้ที่บริจาคอีกด้วย และแบคทีเรียสามารถเข้าไปติดเชื้อกับวัสดุที่มาทดแทนได้อย่างง่ายดาย

นักวิจัยที่ University of California (UC) ใน Irvine ได้สร้างวัสดุที่ต่อต้านเชื้อแบคทีเรียขึ้นมาซึ่งมีลักษณะเป็นยอดแหลมเล็กๆ กว่าพันอัน ในแต่ละยอดแหลมนั้นจะมีลักษณะคล้ายกับขนที่มองไม่เห็นบนปีกของแมลงปอ และมีลักษณะคล้ายกับปีกของแมลง โดยที่บริเวณผิวของมันสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้หลายชนิดอีกด้วย ที่ดีไปกว่านั้นคือ ผิวของมันสามารถที่จะจัดรูปให้เป็นส่วนโค้งได้อีกด้วย ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับดวงตาของคน

โครงการนี้เกิดขึ้นมาจากนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรในสหสาขาได้แบ่งปันความคิดเห็นร่วมกัน Albert Yee ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ทางด้านวัสดุที่ UC ใน Irvine เขาทำงานทางด้านนาโนเทคโนโลยี ซึ่งในสาขาทางด้านนี้จะทำงานเกี่ยวกับโครงสร้างที่มีระดับน้อยกว่า100/1,000,000เมตร นั่นคือประมาณ 1 ใน 1000 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ โดย Yee เคยสร้างโครงสร้างระดับนาโนเมตรที่ใช้กับชิพของคอมพิวเตอร์ด้วยพอลิเมอร์มาก่อนแล้ว

Yee ได้เรียนรู้ร่วมกับนักวิจัยทางด้านการแพทย์ด้วย ซึ่งต้องการเลียนแบบพื้นผิวของปีกแมลงปอและแมลงวัน แบคทีเรียจะตายเมื่อมันทำการสัมผัสบนพื้นผิวนี้ แบคทีเรียจะถูกทิ่มด้วยยอดแหลมระดับนาโนเมตรบนปีกของพวกมัน

Yee และทีมวิจัยของเขาได้ตัดสินใจที่จะค้นหาว่าความคิดจากงานก่อนหน้านี้อาจจะช่วยสร้างกระจกตาที่ทำจากพลาสติกให้ปราศจากเชื้อแบคทีเรียได้ ทีมวิจัยของเขาได้เลือกพลาสติกที่เรียกว่า PMMA ซึ่งย่อมาจาก polymethylmethacrylate พวกเขาเลือกใช้แม่แบบที่มีหนามแหลมในระดับนาโนเมตร PMMA ที่ได้รับความร้อนจะถูกกดอัดเข้าไปกับแม่แบบ หลังจากนั้น PMMA จะถูกทำให้เย็นตัวลงและมีลักษณะของหนามแหลมระดับนาโนเมตรคล้ายคลึงกับปีกของแมลงปอ ในการทดสอบ ผิวของวัสดุนี้ฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่มีผนังเซลล์บางได้เป็นจำนวนมากเช่น E. coli.

แต่กระจกตานั้นมีลักษณะเป็นส่วนโค้ง ไม่ได้เป็นแผ่นเรียบ และพอลิเมอร์ที่แบนนั้นจะถูกทำให้เสียรูปไปเมื่อมันมีลักษณะที่โค้ง ในการที่จะแก้ปัญหานี้ ทีมวิจัยได้ทำการสร้างแม่แบบที่มีลักษณะเป็นส่วนโค้ง เมื่อ PMMA เย็นตัวลงจะออกมาในลักษณะที่เป็นส่วนโค้ง

“พวกเราทำการทดสอบในช่วงแรกเพื่อพิสูจน์ว่ามันสามารถที่จะทำงานเป็นกระจกตาได้จริง” Mary Nora Dickson กล่าว เธอเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ UC และเป็นหนึ่งในทีมวิจัย เธอและนักศึกษาอีกคนก็คือ Elena Liang ได้รายงานการค้นพบของทีมวิจัยไว้เมื่อวันที่ 16 มีนาคมใน ซานดิเอโก้ ที่งานประชุม American Chemical Society

ที่มา:

K. Kowalski. “Ouchless measles vaccine could save lives.” Science News for Students. February 25, 2016.

S. Oosthoek. “Nanosilver: Naughty or nice?” Science News for Students. August 28, 2015.

A.P. Stevens.“Cool jobs: Big future for super small science.” Science News for Students. April 24, 2015.

S. Ornes. “‘Smart’ clothes generate electricity.” Science News for Students. March 23, 2015.

S. Perkins. “Vision-ary high tech.” Science News for Students. February 20, 2015.

K. Kowalski. “This ‘smart’ self-cleaning keyboard is powered by you.” Science News for Students. February 17, 2015.

K. Kowalski. “Rewritable paper: Prints with light, not ink.” Science News for Students. January 15, 2015.

K. Kowalski. “Invisible plastic “ink” foils counterfeiters.” Science News for Students. August 25, 2014.

S. Perkins. “Here comes swarmageddon!” Science News for Students. May 12, 2013.

E. Sohn. “Prime time for cicadas.” Science News for Students. May 18, 2004.

Original Meeting Source: M. Dickson et al. Towards a scalable, biomimetic antibacterial polymer surface. American Chemical Society spring national meeting, San Diego, Calif., March 16, 2016.

ที่มา : http://www.vcharkarn.com/vnews/504545