石墨烯新用途:纳米材料让蚊子无法叮咬,还能阻止蚊子发现目标

作者: cnpim CNPIM 2020年06月05日

  蚊子,一种贪婪的小吸血虫,它是世界上最致命的动物之一,经常会携带特别难缠的病菌。蚊子是在世界各地传播的疾病的重要媒介,人们对如何防止蚊虫叮咬很感兴趣。现在已经有一些新式服装上市,其中加入了加入了驱蚊剂氯菊酯,号称可以驱赶蚊子和蜱虫。
 
  如何躲避蚊子的叮咬,科学家似乎没有找到一个最好的方法。现在布朗大学的研究人员,提出了一个高科技的驱蚊方案:内衬材料采用超强纳米材料石墨烯。
 
  石墨烯在材料界拥有众多的顶级头衔: 它是地球上最强、最薄、导电性最强的神奇材料。石墨烯强度是钢的200倍,比纸轻,这些特性意味着薄的、单原子厚的碳分子薄片可以以多种方式应用。许多科学家乐观地认为,石墨烯总有一天会在我们的日常生活中增强或取代金属和塑料。在电子领域用石墨烯替代硅可以有效地制造超级电池。它在医学上也很有前景,可以过滤水,甚至可以应用在经典的小黑裙服装上。
 
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  在本周一发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中,研究人员揭示了石墨烯的新用途。布朗大学的研究人员研究了含有氧化石墨烯的衬布,这是一种可以制成薄纳米薄片覆盖物体的石墨烯,他们想要观察这种衬布是否可以阻止化学物质的暴露。。
 
  为了验证这种方法是否有效,研究小组招募了一些志愿者,他们愿意冒着被埃及伊蚊叮咬的风险。参与者将他们的手臂放在一个充满蚊子的密闭空间里,一些人手臂皮肤裸露着,还有一些人皮肤上覆盖一层薄薄的奶酪布,第三种人手臂皮肤被石墨烯涂层织物覆盖。蚊子是在实验室里培育的,所以参与实验的对象不必担心蚊子会传播可怕的疾病。
 
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  裸露皮肤的以及盖着奶酪布的参与者都被蚊子叮咬了,但那些覆盖着石墨烯织物的参与者却很幸运,他们没有被蚊子叮咬一口。首先蚊子没有足够的力量将针状的喙穿过他们的氧化石墨烯织物。不仅如此,蚊子甚至不会落在织物上,这表明还有其他原因。
 
  该研究报告的第一作者、布朗大学博士生辛蒂亚·卡斯提略介绍说,有了石墨烯织物,蚊子甚至不会落在皮肤上,它们似乎根本不在乎。研究人员本来以为石墨烯只是一种物理屏障,可以通过抗穿刺作用阻止蚊子叮咬,但当观察实验结果时,他们开始意识到石墨烯也是一种化学屏障,可以阻止蚊子感知到有人在那里。
 
  然后研究小组在织物的外面擦了一点汗水,立刻吸引了蚊子的到来。他们怀疑,石墨烯除了为防止叮咬提供物理屏障外,还能阻止人体皮肤发出的化学信号。这样的说法很有道理,因为蚊子能察觉汗液。今年早些时候,一项研究证实,包括埃及伊蚊在内的一些蚊子具有检测汗液中乳酸和其他成分的受体。
 
  研究表明石墨烯可以通过两种方式预防蚊虫叮咬。首先蚊子无法咬穿它。另一方面,它可以阻止将蚊子引导到它们下一个叮咬目标的化学物质的信号。尽管如此,石墨烯衬里的衣服不太可能很快上市。虽然碳石墨烯是宇宙中第四常见的元素,但据《美国科学家》杂志的报道,目前要大量制造碳石墨烯非常困难。目前即使是少量生产也需要复杂的机器和使用危险化学品的多步骤反应。

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