利用软光刻改变根面微结构的仿生复制

仿生学以前被用作研究叶-微生物相互作用的工具。但是，根不存在此类工具。在这里，我们开发一个协议，形成合成表面模仿根表面微观结构的研究根环境相互作用。

该协议使得开发一种模拟根面微观结构的合成系统成为可能。该系统可用于以控制方式研究根环境相互作用，重点是表面结构。这是一个简单的技术，可以在任何实验室研究根环境相互作用。

此外，该技术还能够从各种材料中形成表面。最困难的步骤是去除负模的自然根。此步骤需要温和处理根部，以避免撕裂根毛。

可视化演示将增强查看器复制此过程的能力。在生长三周后将植物从土壤中去除开始。在与茎相互作用时，将根系从植物中切开，将无根植物放入水杯中。

几天后，切断从茎中浮现的冒险根，并使用它们进行复制。为了准备种子发芽的根，在培养皿中用水将滤纸弄湿，并在纸上放上几个M82种子。在25摄氏度下孵育这道菜，每天为纸水合。

大约五天后，发芽根将足够长的时间用于复制。将 9.49 克利尿烷二甲酸二甲酸盐添加到 50 毫升的杯子中，准备负复制溶液。将 1.45 毫升乙基甲基丙烯酸酯添加到杯子中，并在室温下储存，直到溶液变得均匀且看起来清晰。

加入三毫升的增塑剂，搅拌溶液一小时。然后添加 300 微升的照片启动器，搅拌过夜或直到所有气泡被移除。要生成根的负副本，请拿一个干净的玻璃幻灯片，将负副本溶液倒入一毫升。

在溶液上放置两到三个根，确保根没有完全覆盖。将幻灯片在 8 瓦紫外线灯下保持 8 到 10 分钟，然后关闭紫外线灯。从玻璃滑梯上取下复制品，放入装满乙醇的培养皿中，取出未反应的单体。

使用钳子缓慢而轻轻地从副本中删除根。要为正副本准备 PDMS 溶液，请将 10 克二甲基硅氧烷放在杯子中。加入一克固化剂，彻底混合。

在真空下将混合物在干燥器中加热两小时，以清除气泡。将聚氨酯负性复制品放入培养皿中，将 PDMS 混合物倒在负性复制品的顶部。应用真空两小时，以确保微结构覆盖，并保持培养皿在室温过夜。

第二天，使用钳子将固化的阳性副本与负副本分开。要准备乙基纤维素的阳性复制品，在100毫升的杯子中加入20毫升乙醇。然后加入1.32毫升增塑剂和3.3克乙基纤维素。

并在室温下搅拌溶液两小时。第二天，将乙基纤维素溶液倒在培养皿的负复制品上，将盘子放在引擎盖下过夜。然后用钳子慢慢从负副本中删除正副本。

如果正确遵循协议，可以生成良好的负副本。此副本将显示根面的单元格结构以及表示根毛位置的孔。如果根液浸入聚氨酯溶液中，它将被夹住硬聚合物，并在固化后保留在负复制品中。

当使用紫外线固化时，超过建议的固化时间，将导致极硬的聚氨酯模具，使得在不破坏根部的情况下无法去除根部。有时根片太小，需要显微镜才能看到它们。使用PDMS和乙基纤维素生成正副本。

根毛位于伸长区，开始出现。它们的长度随根面而变化，因为它们变长，类似于自然根。乙基纤维素复制品上的一些毛毛甚至在光显微镜下可见。

将根放在负副本解决方案上时，必须选择右侧并避免根在解决方案内淹没。开发这项技术为研究根面环境相互作用提供了一条新途径。具体来说，由表面的微观结构和材料特性引起的物理力。