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    如果蚊子“看不見”我

    2021-05-21 10:48:22溟橋
    戀愛婚姻家庭·青春 2021年5期
    關(guān)鍵詞:防蚊薄紗棉布

    溟橋

    為了擺脫被蚊子叮咬的困擾,人類做了很多努力,但是這些方法的效果都有限——因為蚊子“看得見”我們。那么換一種思路,如果蚊子“看不見”我們呢,是不是就可以從根源上杜絕蚊子的侵害了?

    看似是異想天開的腦回路,科學(xué)家還真的有辦法把它從理論變成現(xiàn)實。2020年8月26日,《國家科學(xué)院院刊》發(fā)布了一項新的防蚊成果,這是用一種肉眼不可見的石墨烯防蚊薄膜制成了“防蚊隱形衣”,讓人類對蚊子“不可見”,大大提高了防蚊效果。

    說到防蚊,讓我們首先了解一下蚊子咬人的原理。

    雌蚊懷孕后,需要吸食人血來補充蛋白質(zhì),但是蚊子并不是以視覺尋找食物的,它們主要靠嗅覺。蚊子的下顎須上有十分靈敏的二氧化碳感受器,這個感受器可以感受到低至0.05%的二氧化碳濃度波動。人類呼出的氣體中有4%是二氧化碳,因此蚊子可以輕易地在數(shù)十米外感知人類的存在。在接近人類1~2米后,蚊子主要根據(jù)人類汗液中的乳酸、氨、辛烯醇、丙酮和二甲基二硫醚產(chǎn)生的氣味選擇吸血目標。

    而“防蚊隱形衣”就是為了讓蚊子對人類“視而不見”。這是一種基于石墨烯的創(chuàng)新薄膜,石墨烯是一種緊密的蜂窩狀碳原子晶格結(jié)構(gòu),比鉆石更硬,比銅更導(dǎo)電,其韌性遠高于橡膠,強度甚至是目前最好的鋼鐵的一百多倍。

    石墨烯是單層原子構(gòu)成,厚度在0.335納米左右。0.335納米有多?。坑眯蜗蟮谋扔鱽碚f,我們頭發(fā)的直徑是石墨烯厚度的20萬倍,因此石墨烯被科學(xué)家定義為二維材料。簡單的理解就是,我們完全可以忽略石墨烯的厚度,所以石墨烯這種材料制成的衣物絕對可以滿足我們對輕薄的需求。

    那么,石墨烯如何讓蚊子變成嗅覺“瞎子”呢?

    為了測試石墨烯薄膜的防蚊效果,布朗大學(xué)的研究人員招募了一批參與試驗的志愿者,將他們的手臂放置在充滿蚊子的圍場里。比較了參與者裸露的皮膚上、覆蓋著薄紗棉布的皮膚上、用石墨烯薄膜覆蓋的薄紗棉布的皮膚上被咬的次數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn),使用了石墨烯薄膜的參與者完全沒有被蚊子叮咬,而赤裸的皮膚和只覆蓋著薄紗棉布的皮膚則很容易被蚊子叮咬。

    研究人員還對石墨烯進行了薄膜滲透測試,實驗證明干燥狀態(tài)下的石墨烯薄膜可以干擾蚊子感知皮膚和汗液的能力,使得蚊子落在石墨烯薄膜上的頻率比落在裸露皮膚上的頻率低得多。因此,石墨烯薄膜起到了化學(xué)屏障的作用——蚊子失去了感知人類皮膚的能力,“看不見”人類,從而達到了“防蚊隱身衣”的效果。

    這個研究成果對某些特殊領(lǐng)域的意義比較大。比如,中國新疆的北灣地帶額爾齊斯河,被稱為“世界四大蚊蟲王國”之一,每立方米蚊子的數(shù)量高達1700只。這里的解放軍官兵每次巡邏時都要穿上厚厚的防護服,噴上大量的驅(qū)蚊劑,仍不堪其擾。警犬更是容易在巡邏中發(fā)生面罩脫落的情況,導(dǎo)致10只警犬犧牲。而“防蚊隱形衣”的出現(xiàn),為巡邏官兵提供了一個強有力的“金鐘罩”,可以讓他們免受蚊子的侵害。希望這項技術(shù)可以盡快進行實際應(yīng)用評估,給需要的行業(yè)帶去革命性的變革。

    摘自《知識窗》

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