蝉翼表面结构对细菌细胞作用的理论研究

摘要：实验研究发现鸣蝉（Psaltoda claripennis）蝉翼表面特殊的纳米结构可以有效杀死某些附着在其表面的细菌,而且,这种杀菌过程完全是一种物理效应,并不涉及任何化学反应。蝉翼这种特殊的抗菌能力为研制新型抗菌材料提供了依据。作者由蝉翼表面纳米结构对细菌细胞壁形态的影响,提出了一种解释细菌细胞壁在蝉翼表面机械性破裂机制的弹性力学模型。模型中,由细菌细胞壁的拉伸度来确定蝉翼表面纳米结构对细菌细胞壁的影响。分别对革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁在蝉翼表面上的拉伸度进行计算。结果表明,不同强度的细菌细胞壁在蝉翼表面纳米结构上发生的拉伸形变有明显差异,绝大部分革兰氏阴性细菌细胞壁拉伸度超过其承受能力,可发生机械性破裂。