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          不僅保暖,石墨烯材料制作的衣服還能防止蚊蟲叮咬?

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          平昌冬奧會閉幕式,溫度很低!副本 8 分鐘」的表演者就是在低溫的條件下圓滿地完成了表演任務。

          幫助他們抵御嚴寒天氣的服裝用的就是石墨烯這種智能材料。它是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料,幾乎完全透明,只吸收 2.3% 的光,導熱系數高達 5300 W/m·K,高于碳納米管和金剛石。


          石墨烯材料和紡織品結合制成的服裝在滿足穿著要求的同時,還會具有石墨烯的某種特質。比如冬奧會上的智能發熱服就發揮了石墨烯超高導熱系數的特點。除此之外,石墨烯材料制成的服裝還有消炎抑菌的效果。

          布朗大學最近的一項研究又新提出了一個有趣的觀點——石墨烯材料能防止蚊子叮咬。

          在一篇發表在《美國國家科學院院刊》的論文中,研究人員表示,石墨烯可以在兩個層面上同時防止蚊蟲叮咬。

          石墨烯這種薄而堅固的材料充當了蚊子無法穿透的屏障,這是防止蚊子叮咬的物理屏障。而布朗大學研究人員的實驗則證明了石墨烯能阻斷蚊子感知鄰近「食物」——血液的化學信號,從而抑制蚊子叮咬的沖動。研究結果表明,除了能夠物理防蚊,石墨烯制成的服裝可能還有化學防蚊的效果。

          布朗大學的工程學院教授 Robert Hurt 說:「蚊子是世界各地疾病的重要傳播媒介之一,人們對非化學的防蚊蟲叮咬很感興趣……我們一直在研究將石墨烯作為阻擋有毒化學物質的屏障,開始考慮石墨烯還有什么其它的好處,F在我們認為石墨烯或許還能防止蚊蟲叮咬!

          為了驗證自己的猜想,研究人員還招募了一些參與者進行試驗。為了科學,這些參與者愿意被蚊子咬幾口。他們的手臂被放在一個充滿蚊子的籠子里,只有一小塊皮膚可供蚊子叮咬。PS:蚊子是在實驗室中培育的,因此可以確認其未攜帶病菌。


          研究人員比較了參與者裸露皮膚、覆蓋粗布的皮膚以及粗布上還有一層氧化石墨烯 (GO) 薄膜的皮膚被蚊子叮咬的次數。氧化石墨烯是一種石墨烯衍生物,可以制成足夠大的薄膜用于實際的應用。

          最后的結果符合研究人員的設想,裸露的皮膚和僅覆蓋粗布的皮膚非常容易被叮咬,而覆蓋了氧化石墨烯薄膜的手臂則成功逃脫了蚊針。

          「有了石墨烯,蚊子甚至不會落在皮膚上——它們似乎根本不在乎人的皮膚和血液!共祭蚀髮W的博士生、該研究的第一作者 Cintia Castillho 曾認為石墨烯是一種物理屏障,可以通過屏障對抗蚊子將針穿刺入皮膚,從而阻止蚊子叮咬。但在這個實驗之后,她認為石墨烯也是一種化學屏障,可以阻止蚊子感知到有人(食物)在那里。


          為了證實石墨烯也是一種化學屏障,研究人員在石墨烯薄膜外涂抹了一些人體汗液。涂抹人的汗液后,蚊子就開始聚集在這片區域,就像它們聚集在人裸露的皮膚上一樣。

          而其他的一些實驗表明,氧化石墨烯具有抗穿刺能力,但這是有條件的。在氧化石墨烯薄膜保持干燥的情況下,研究人員用一根針代替了蚊子的喙,通過計算機模擬了蚊子叮咬的過程從而進行穿刺實驗。但蚊子根本無法產生足夠的力量來刺穿氧化石墨烯。

          不過當氧化石墨烯被水浸濕時,蚊子的喙很容易被刺穿它。實驗表明,蚊子可以在潮濕的環境中刺穿氧化石墨烯。當然,有一種氧含量較低的氧化石墨烯 (rGO) 在干燥和潮濕時都能扛住蚊子的穿刺力。


          目前,用氧化石墨烯材料防止被蚊蟲叮咬的重點在于保持材料的穩定性。畢竟穿著的衣物非常容易沾染上汗液,變濕的氧化石墨烯也會變得容易被刺穿,無法發揮物理屏障的作用,汗液的存在也沒辦法發揮氧化石墨烯化學屏障作用。

          但總的來說,這項研究還是表明設計得當的氧化石墨烯可以用來制作防蚊服,它的材料有防蚊蟲叮咬的雙重保障。對于非常容易被蚊子叮咬的人來說,現在或許恨不得把所有衣服都換成這種防蚊材料了。

          更新日期:2019-12-05
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