三维微流体网络有一些非常有价值的可能用途，这是一系列微尺度分支通道，这些通道穿过一块三维材料。 这些通道足够狭窄，能够通过毛细作用将各种液体分散到整个材料中，无需泵送。 现在，科学家们设计出了一种更简单的方法，即通过植物根部的铸模来制造这种东西。
带有菌根真菌菌丝的黑麦草根的玻璃模型
除其他潜在应用外，这种网络还可用于实验室培养的替代皮肤或器官、自愈材料和软机器人设备。 然而，由于微细通道的微细加工是一项艰巨的任务，该技术尚未得到广泛应用。
考虑到这一限制，日本九州大学的津森不二夫教授及其同事将目光投向了已经具备所需结构的物体：植物根系，从根本上说，根是在三维土壤基质中分支的复杂输水结构。
科学家们首先创建了一种由纳米二氧化硅颗粒、羟丙基甲基纤维素树脂和水组成的土壤替代生长介质。 然后将萝卜、白三叶和黑麦草等植物的种子放入该培养基中，让其发芽。
一旦植物建立了良好的根系网络，就将它们和生长介质放入窑中，加热到超过 1000 ºC （1832 ºF）。
最终形成的透明玻璃板上布满了根状的微流体通道。 这些通道的宽度从主根的 150 微米到这些根上分支的毛发的大约 8 微米不等。
黑麦草根（左）和黑曲霉菌丝（右）的玻璃铸模 九州大学/津森实验室
在这一概念的基础上，科学家们进一步尝试在培养基中种植真菌，而不是植物。 结果发现，这种生物极其细小的根部结构（即菌丝）在玻璃中形成了窄至 1 微米的通道。
除了这项技术的其他潜在应用（可使用玻璃以外的基质），它还可以作为研究植物根系功能的一种简单方法。 这反过来又可以改进农作物的种植方法。
Tsumori说："我们实验室的重点是生物仿生学，我们试图通过研究自然界和人工复制此类结构来解决工程问题。还有什么比植物根系和真菌菌丝更能说明自然界中的微流体技术呢？"
有关这项研究的论文最近发表在Scientific Reports杂志上。