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石墨烯能让人在蚊子面前“隐形”

作者:管理员

石墨烯作为现在人尽皆知的网红材料,因其独特的分子结构而拥有广阔的应用前景。石墨烯和一般材料的不同之处在于,它不是因为某一项特殊的应用需求而被设计出来的,是科学家发现了他的分子结构之后不由感慨“哇,这个东西好像很NB,应该会有大用处!”。

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                                          石墨烯分子结构

于是现在有很多科研团队就将注意力放在了石墨烯的应用层面上,比如作为可穿戴织物或皮肤上的环境感应技术,现在已经获得的部分成果有:生物监测,紫外线防护,供暖材料,防弹保护,化学毒物隔离,防火和储能(制作电池) 。石墨烯薄膜具有超薄,超轻和导电性,由氧化石墨烯(GO)纳米片形成的薄膜拥有很强的水蒸气透过率,能在保持织物透气和排汗性的基础上提供物理和化学保护。

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                                 石墨烯制作的夹克

现在科学家们又发现了一种这个材料的新用途:

防蚊!到底是怎么回事呢?让我们来看看最近发表在美国《国家科学院院刊》上论文的研究成果吧!

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                                   第二名才到人类

众所周知,蚊子作为这个地球上杀死人类最多的动物(每年可杀725000人),传播着大量疾病,包括登革热,黄热病、寨卡病毒和疟疾。如何防蚊成了千百年来人类一直面对的问题。前面说了有石墨烯制作的织物有一利系列优秀的性能,于是英国布朗大学研究生钦蒂亚·卡斯蒂略(Cintia Castilho)就开始设想:能不能用氧化石墨烯(GO)纳米片(1微米厚,相当于1米的一百万分之一)制成防护衣物,利用其强大的强度阻止蚊子将嘴插入皮肤里呢?

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                                  埃及伊蚊(aegypti)

为此他们设计了几组实验,方法当然就是让人来被蚊子叮了……使用的是埃及伊蚊(aegypti),也就是我们常说的花腿蚊子,这是一种白天活动,且偏好叮咬人类的蚊子。

他们在一个小箱子里放上一百只蚊子(真TM丧心病狂),然后在箱子底部开一个4-6平方厘米的小口,把皮肤放在下面,图A就是蚊子的聚餐时间,图B当然就是被叮之后的惨状了。C分别展示了纱布和氧化石墨烯(GO)纳米片,为什么还要准备纱布呢?是为了做对照,排除仅仅是因为有厚度所以影响了蚊子把口器刺入你的皮肤。

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图D就是所有的实验和对照实验的结果了,skin是啥都没覆盖的皮肤,GO(dry)就是干燥的石墨烯片了,cheesecloth是纱布。可以看出来,石墨烯的效果拔群,一次叮咬也没有。

但是这个结果还是让研究者意外,因为他们原来希望看到的是蚊子对着石墨烯片一顿猛怼,但是嘴根本插不进去,那个气呀!活活给气死!但是真实的结果却是蚊子根本没有发现下方的皮肤,就在上面混乱地飞来飞去,皮肤在它们的面前隐形了!

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这是个什么原理呢?其实蚊子发现人是依靠化学和红外视觉。它可以嗅到人的汗液和二氧化碳的味道,这个石墨烯片虽然可以透过水蒸气,但是却不会放过汗液中的大分子,闻不到“人味儿”,蚊子自然也就“视而不见”了。

研究到这里可以说是很不错了,不过这个团队还是不死心,他们就想知道石墨烯片的机械强度到底能不能抗拒蚊子的穿刺,于是他们又把汗液抹在了石墨烯片的外面,可是因为水会和石墨烯形成水凝胶,结构被破坏了,反而可以被蚊子穿刺了……这真是一个悲伤的消息,这意味着用石墨烯片制成的防蚊衣物永远不能碰水……

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                                          蚊子口器,结构相当复杂

不过好消息是他们后来又实验了一种名为热还原氧化石墨烯片(rGO)的材料,这种材料不怕水,可以完美地保护皮肤。

                                                                                                                 (来源-公众号酋知鱼)