中國(guó)粉體網(wǎng)訊 納米石墨烯材料在太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域因其特性受到廣泛關(guān)注�？蒲腥藛T正努力探索石墨烯材料更廣泛的用途。近日，布朗大學(xué)的研究人員研究發(fā)現(xiàn)納米石墨烯材料一定程度上可以防止蚊蟲叮咬！
多層石墨烯可以提供“雙層防御”。首先，超薄且堅(jiān)韌的材料形成第一道防線，有效阻止蚊子口器叮咬人體；其次，石墨烯材料可以有效的屏蔽蚊子感知人體所必需的化學(xué)信號(hào)，從而降低它們的叮咬行為。研究人員表示，實(shí)驗(yàn)表明石墨烯襯里的衣服可以形成防蚊屏障。相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊。
該論文的主要作者布朗大學(xué)工程學(xué)院教授羅伯特·赫特（譯）表示：“長(zhǎng)久以來蚊子都是各種疾病傳播的載體，人們對(duì)如何使用非化學(xué)的方法防止蚊蟲叮咬充滿了興趣。我們一直在研究石墨烯作為有毒化學(xué)品保護(hù)的織物，最近我們開始考慮石墨烯織物更多的可能性。我們認(rèn)為石墨烯也可以在防蚊蟲叮咬方面作出貢獻(xiàn)�！�
為了驗(yàn)證這個(gè)想法，研究人員招募了一批愿意參加蚊蟲叮咬實(shí)驗(yàn)的志愿者。實(shí)驗(yàn)所用的蚊蟲是人工培育的無疾病源的實(shí)驗(yàn)體，在試驗(yàn)過程中，志愿者需要將手臂放置在充滿蚊蟲的保護(hù)體中，這樣可以保證只有一小塊皮膚可供蚊蟲叮咬。
通過比較志愿者不同織物（裸露、普通織物和氧化石墨烯（GO）薄膜）覆蓋的裸露皮膚上的蚊蟲叮咬次數(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯是一種可靠的叮咬威懾物。被干燥GO薄膜覆蓋的皮膚比裸露和普通織物覆蓋的皮膚相比更難被叮咬，更驚奇的是在蚊子在石墨烯薄膜上的行為也發(fā)生了改變！
“有了石墨烯，蚊子甚至不會(huì)落在皮膚上，它們似乎根本不在乎”布朗大學(xué)的博士生、該研究的第一作者辛蒂亞·卡斯提略(Cintia Castillho)說。“我們本以為石墨烯是一種物理屏障，可以通過抗穿刺作用阻止蚊子叮咬，但當(dāng)我們看到這些實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們開始認(rèn)為石墨烯也是一種化學(xué)屏障，可以阻止蚊子感知到有人在那里。”
為了證實(shí)化學(xué)屏障的想法，研究人員在石墨烯屏障外涂抹了一些人體汗液。在石墨烯的另一邊有化學(xué)標(biāo)記，蚊子聚集在這片區(qū)域，就像它們聚集在裸露的皮膚上一樣。
干燥的防叮咬GO薄膜 ©Brown University
其他實(shí)驗(yàn)表明，GO也可以提供一定程度抗穿刺性。使用細(xì)針代表蚊子口器，以及咬合過程的計(jì)算機(jī)模擬，研究人員表明，蚊子根本無法產(chǎn)生足夠的力來刺穿GO。但這僅適用于GO干燥時(shí)。模擬發(fā)現(xiàn)當(dāng)GO飽和水時(shí)，GO很容易被穿刺。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)表明蚊子可以通過潮濕的GO咬人。然而，另一種形式的具有降低的氧含量的GO（稱為rGO）顯示出在濕潤(rùn)和干燥時(shí)都提供咬合屏障。
赫特表示，研究的下一步將是找到一種穩(wěn)定的方法，這樣在潮濕的時(shí)候就會(huì)變得更硬。因?yàn)樵诳纱┐骷夹g(shù)方面，GO比rGO有明顯的優(yōu)勢(shì)。
“GO是透氣的，這意味著你可以通過它出汗，而rGO不是”赫特說�！八晕覀冞@項(xiàng)技術(shù)的首選實(shí)施方案是找到一種方法來穩(wěn)定GO的機(jī)械性能，以便在潮濕時(shí)保持強(qiáng)勁。下一步將為我們提供透氣性和防叮咬保護(hù)。”
研究表明，適當(dāng)設(shè)計(jì)的石墨烯襯里可用于制作防蚊服。該研究的其他合著者是Dong Li，Muchun Liu，Yue Liu 和Huajian Gao。該研究由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（CMMI-1634492）資助。
相關(guān)參考文獻(xiàn)：
Castilho CJ, Li D, Liu M, Liu Y, Gao H, Hurt RH. Mosquito Bite Prevention through Graphene Barrier Layers. PNAS, 2019 DOI: 10.1073/pnas.1906612116
布朗大學(xué)官網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）
