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如何讓蚊子“看見”你?只需穿這件衣服



為了擺脫被蚊蟲叮咬的麻煩,人類做出了許多努力,包括使用衣服和蚊帳間接地保護自己免受蚊子的侵害,或者使用蚊香,電蚊拍和蚊子直接進行戰鬥。 但是,這些方法效果有限。 近年來,科學家發現了一種新的方式來創建一種“隱形斗篷”,使人類對蚊子“隱形”。 這種隱形斗篷的材料是石墨烯薄膜。

什麼是石墨烯? 為什麼用石墨烯薄膜製成的衣服可以防止蚊子咬人? 要知道為什麼這種“隱形衣服”可以防止蚊子,我們首先需要了解為什麼蚊子會“迷戀”一些人。

蚊子喜歡咬什麼樣的人?

為了“掌握滅蚊技術以控制蚊子”,科學家對地球上的3,000多種蚊子進行了分類。 叮咬人類的蚊子主要有三種類型:按蚊和伊蚊。 蚊,庫克斯庫克斯(Culex Culex),它們的生長情況如下:

圖片來源:https://www.youtube.com/watch?  v = NlaaGS76A1k

圖片來源:https://www.youtube.com/watch? v = NlaaGS76A1k

懷孕後,雌性蚊子需要吸收人體血液來補充蛋白質,但是蚊子不是通過視線尋找食物,而是主要依靠氣味。 蚊子的顎上有非常靈敏的二氧化碳傳感器,可以感應到低至0.05%的二氧化碳濃度波動。

圖片來源:https://www.youtube.com/watch?  v = wF5KfsKxK6Q

圖片來源:https://www.youtube.com/watch? v = wF5KfsKxK6Q

人類呼出的氣體中有百分之四是二氧化碳。 蚊子可以在幾十米遠的地方輕鬆感知您的存在,就像您可以聞到從遠處的廚房裡飄來的米飯的氣味一樣。

在接近人類一到兩米之後,蚊子主要根據人類的汗味(主要是汗液中的乳酸,氨,辛烯醇,丙酮和二甲基二硫化物產生的氣味)選擇吸血目標。

運動後出汗後,在蚊子的眼中,您無疑是一道肉牛排。 圖片來源:知網

運動後出汗後,在蚊子的眼中,您無疑是一盤肉牛排。 圖片來源:知網

頭腦風暴滅蚊設備:石墨烯滅蚊衣

為了與蚊子作鬥爭,人類已經盡了最大的努力,甚至想到了對蚊子進行消毒。 但是現實是,在這場人類蚊子戰爭中,人類無法消滅對手。

近年來,研究人員提出了一個新想法:讓蚊子“看不見”我們。

這是我們前面提到石墨烯“隱形斗篷”的地方。 一種基於石墨烯的創新薄膜可以幫助人們抵禦攜帶疾病的蚊子。

什麼是石墨烯? 簡而言之,石墨烯是由碳原子組成的六邊形結構(如下圖所示)。

石墨烯分子結構圖

石墨烯分子結構圖

您可以想像石墨烯是由單層碳原子製成的蜂窩狀薄膜。 如果將兩層堆疊在一起,則稱為雙層石墨烯。 此外,石墨烯層很少。 當然,多層石墨烯是石墨!

那麼石墨烯有多厚呢? 石墨烯由單層原子組成,其厚度約為0.335nm。

0.335nm有多薄? 用視覺比喻,我們的頭髮直徑是石墨烯厚度的200,000倍。 因此,科學家將石墨烯定義為二維材料。 簡單的理解是石墨烯的厚度可以完全忽略。 因此,由石墨烯製成的衣服絕對可以滿足我們對輕薄的需求。

不僅如此,石墨烯還具有非常好的韌性,其楊氏模量的理論值為1.0TPa,遠高於橡膠。 石墨烯的強度是目前最好的鋼的100倍以上。 似乎鋼鐵俠的西裝也將進行更新,並且將來可能會出現“石墨烯”。

這時,科學研究人員的腦海中浮現了一個問題:石墨烯對蚊子的防禦是物理防禦嗎? 類似於非常薄但非常堅硬的盾牌?

石墨烯如何將蚊子變成嗅覺“盲區”?

在接近人類一到兩米之後,蚊子主要根據人類的汗液來選擇吸血的目標。 那麼,石墨烯防蚊服是否具有“驅除千里之外的蚊子”的功能?

為了驗證他們的猜想,研究人員和志願者進行了大膽的嘗試和身體上的犧牲,並在PNAS上發表了該文章。

如何讓蚊子“看見”你?只需穿這件衣服 1

看這個話題,是的! 這不是廣告,而是學術論文。

布朗大學的研究人員招募了一批志願者參加該實驗。 並在實驗室中培育出一批不攜帶細菌的蚊子。 為了科學起見,這些志願者必須被蚊子叮咬。 他們的手臂放在裝滿蚊子的籠子裡,只有一小塊被蚊子叮咬的皮膚。

為了科學和嚴謹,他們將一百隻喜歡叮咬人類的強蚊子放在一個小盒子裡,然後在盒子底部張開一個4到6平方厘米的小嘴,將皮膚放在下面。

如何讓蚊子“看見”你?只需穿這件衣服 2

圖片A是一頓飯後蚊子的照片,而圖片B是被咬後的皮膚。 圖C.頂部是紗布,底部是氧化石墨烯(GO)納米片。 紗布是對照實驗。 圖D和圖E是實驗組和對照組的統計結果。 可以看出,皮膚代表裸露的皮膚,而“ Go”(幹)表示石墨烯片乾燥,而粗棉布表示紗布。

實驗結果表明,在石墨烯片上沒有蚊蟲叮咬。 這似乎與我們一開始的預期有所不同。 因為如果石墨烯是對蚊子的物理防禦,也就是說,如果蚊子在石墨烯片下發現“美味”,那麼它對石墨烯片的影響應該是瘋狂的。 但是實驗者沒有觀察到這種情況。 在敏銳的蚊子麵前,人類的皮膚似乎戴著隱形斗篷!

實驗人員進一步證實了這個問題。

石墨烯薄膜滲透測試專用擴散池

石墨烯薄膜滲透測試專用擴散池

實驗表明,儘管石墨烯的碳原子可以穿透水分子,但它可以阻止汗液中的大分子,例如人的汗液(主要由乳酸,氨,辛烯醇,丙酮和二甲基引起的,由二硫化物產生的氣味),因此蚊子在石墨烯衣服前將變成“盲人”。

這是否意味著我們很快就能獲得針對蚊子的石墨烯服? 從理論上講,如果您可以在夏天接受改性石墨烯片(rGo)的包裹,那麼它絕對可以防止蚊蟲叮咬。 但是,為了保持冷靜,我們只能讚賞地看著這種防蚊披風。

但是這項研究結果對某些特殊領域具有重要意義,例如林業警衛的防護服,並且可能會有一些革命性的變化。

圖片中的護林員正在山上巡邏。 資料來源:人民日報在線

圖片中的護林員正在山上巡邏。 資料來源:人民日報在線