En ingenjör vid Washington University i St. Louis har upptäckt en ny användning för ett elakat ogräs. Kredit:Washington University i St. Louis
Taraxacum officinale, mer känd som den vanliga maskrosen, är ett mycket utskällt ogräs som förbannats världen över för sin förmåga att angripa gräsmattor och grödor. Växtens fallskärmsjägareliknande fröspridningssystem gör det svårt att utrota, även för de med de grönaste tummarna.
Dock, ny forskning från en ingenjör vid Washington University i St. Louis finner en stor fördel på en osannolik plats för den irriterande maskrosen:vart och ett av dess små frön kan användas som en perfekt pipett i laboratoriemiljön.
"Vi fann att du faktiskt kan använda maskrosfrön för att utföra exakt dropphantering. Det finns inte många verktyg som finns för detta, sa Guy Genin, professor i maskinteknik vid Högskolan för teknik och tillämpad vetenskap.
Genin arbetade tillsammans med trädgårdsodlare vid Washington Universitys McDonnell International Scholars Academy partner Xi'an Jiaotong University i Xi'an, Kina, där han också har utnämningen till Yangtze River Chaired Professor. Teamet undersökte vätbarheten hos maskrosfrön, eller hur de mättas av en vätska. Medan de flesta material endast kan vätas av vatten (hydrofilt) eller olja (oleofilt), forskarna hittade pappan till en maskros — den fluffiga, vit struktur som omger fröet - är omnifil, kan mättas av båda materialen. Den sällsynta egenskapen gör det till ett extremt användbart labbverktyg, speciellt när det gäller att flytta små mängder av endera vätskan från en inställning till en annan.
"Dessa maskrospappi är kemiskt och strukturellt sammansatta så att de kommer att kollapsa på ett speciellt sätt om du doppar dem i antingen olja eller vatten, sa Feng Xu, Genins samarbetspartner och chef för Bioinspired Engineering and Biomechanics Center vid Xi'an Jiaotong University. "Med hjälp av pappan, du kan lyfta upp en droppe vatten och lägga den droppen i ett oljebad. Och du kan gå tillbaka in i oljan, använd pappan för att hämta vattendroppen, och flytta den någon annanstans."
Genin sa att användning av maskrosor i labbet möjliggör exakt hantering av små mängder vätska, något särskilt viktigt för de minsta experimenten.
"Eftersom det har denna speciella omnifila egenskap, fröet ger oss ett nytt sätt att hantera nanoliterstora droppar i labbet. De är en vacker kontrollerad miljö; de försluter i princip arbetet runt dem så att vi kan köra en mycket kontrollerad kemisk reaktion med dem. Maskrosen kommer självmonterad, naturligt odlad, och dess frön kan tillförlitligt och upprepade gånger plocka upp dessa små volymer vätska som vi behöver transportera i en labbmiljö."
Fröna kan användas antingen individuellt eller i stora analyser för att samla in större mängder vätska. Genin sa att nästa steg är att replikera den irriterande maskrosens omnifila egenskaper i konstgjorda material.
"Vi hoppas kunna utveckla bioinspirerade omnifila ytor för att skapa ytterligare alternativ för hantering av vätska för laboratorieexperiment, " sa Genin.
Förutom McDonnell International Scholars Academy, Xi'an Jiaotong och Washington University samarbetar genom University Alliance of the Silk Road, ett akademiskt nätverk associerat med Kinas "One Belt, One Road-policyer.
"Vi sammanför forskare över kulturella och globala gränser, " sa Shuguo Wang, president för Xi'an Jiaotong University och chef för University Alliance of the Silk Road, som inte var involverad i maskrosforskningen. "Vårt partnerskap med Washington University möjliggjorde upptäckten av en spännande ny teknik, tagna från ett vanligt skadedjur."
Avancerade funktionella material publicerade nyligen denna forskning.