Bitki yüzeyleri, yaklaşık 460 milyon yıl boyunca pek çok yapıyı geliştirerek, çok çeşitli yüksek derecede uyarlanabilir özellikler ortaya çıkarmıştır. Bunlar arasında, hidrofilikten son derece su itici veya süperhidrofobikliğe kadar değişen derecelerde yüzey hidrasyonu sergileyen bitki kütikülleri vardır. Bu makale, süperhidrofobik yüzeylere sahip bitkilerin temel mimarisini sunarak, bu benzersiz özelliklerin biyolojik işlevlerini araştırmaktadır. Bu tür bitkiler suyu etkili bir şekilde itebilir ve sudan "hoşlanmadıkları" izlenimini verebilir. Hücresel gravürler ve epidermal hücre kıvrımları veya epikutiküler mumlar gibi mikroskobik yüzey detayları gibi özellikler, hidrasyon seviyelerinin kontrolünde önemli bir rol oynamaktadır. Ayrıca bitki yüzeyi hidrofobikliğine katkıda bulunan hiyerarşik ve diğer yapısal adaptasyonlara genel bir bakış sunuyoruz. Bu bitkilerden ilham alan biyomimetik mühendislik, benzer su itici özelliklere sahip malzemelerin oluşturulmasına olanak sağlayabilir. Bu anlayış, tarım sektöründe hastalığa dayanıklı mahsullerin geliştirilmesinin önünü açmaktadır. Makalede ayrıca kendi kendini temizleme yetenekleri, azaltılmış hidrodinamik sürtünme, kılcal bazlı sıvı taşınması ve diğer biyo-ilhamlı malzemeler dahil olmak üzere süperhidrofobik yüzeylerin mevcut ve olası uygulamaları tartışılmaktadır.
Plant surfaces have evolved many structures over approximately 460 million years, resulting in a wide range of highly adaptive features. Among these are plant cuticles that exhibit varying degrees of surface hydration—from hydrophilic to extremely water-repellent or superhydrophobic. This paper provides the fundamental architecture of plants with superhydrophobic surfaces, exploring the biological functions of these unique characteristics. Such plants can effectively repel water, making it look like they "dislike" water. Features like cellular etchings and microscopic surface details, such as epidermal cell folds or epicuticular waxes, play a significant role in controlling hydration levels. We also present an overview of the hierarchical and other structural adaptations contributing to plant surface hydrophobicity. Inspired by these plants, biomimetic engineering could lead to the creation of materials with similar water-repellent properties. This understanding could pave the way for developing disease-resistant crops in the agricultural sector. The paper also discusses the current and prospective applications of superhydrophobic surfaces, including self-cleaning capabilities, reduced hydrodynamic drag, capillary-based fluid transport, and other bio-inspired materials.
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Biyomateryaller |
Bölüm | Derleme |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 30 Haziran 2024 |
Gönderilme Tarihi | 17 Kasım 2023 |
Kabul Tarihi | 12 Aralık 2023 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 |