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石墨烯能讓人在蚊子面前“隱形”

作者:管理員

石墨烯作爲現在人盡皆知的網紅材料,因其獨特的分子結構而擁有廣闊的應用前景。石墨烯和一般材料的不同之處在于,它不是因爲某一項特殊的應用需求而被設計出來的,是科學家發現了他的分子結構之後不由感慨“哇,這個東西好像很NB,應該會有大用處!”。

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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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                                 石墨烯制作的夾克

現在科學家們又發現了一種這個材料的新用途:

防蚊!到底是怎麽回事呢?讓我們來看看最近發表在美國《國家科學院院刊》上論文的研究成果吧!

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                                   第二名才到人類

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)

爲此他們設計了幾組實驗,方法當然就是讓人來被蚊子叮了……使用的是埃及伊蚊(aegypti),也就是我們常說的花腿蚊子,這是一種白天活動,且偏好叮咬人類的蚊子。

他們在一個小箱子裏放上一百只蚊子(真TM喪心病狂),然後在箱子底部開一個4-6平方厘米的小口,把皮膚放在下面,圖A就是蚊子的聚餐時間,圖B當然就是被叮之後的慘狀了。C分別展示了紗布和氧化石墨烯(GO)納米片,爲什麽還要准備紗布呢?是爲了做對照,排除僅僅是因爲有厚度所以影響了蚊子把口器刺入你的皮膚。

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圖D就是所有的實驗和對照實驗的結果了,skin是啥都沒覆蓋的皮膚,GO(dry)就是幹燥的石墨烯片了,cheesecloth是紗布。可以看出來,石墨烯的效果拔群,一次叮咬也沒有。

但是這個結果還是讓研究者意外,因爲他們原來希望看到的是蚊子對著石墨烯片一頓猛怼,但是嘴根本插不進去,那個氣呀!活活給氣死!但是真實的結果卻是蚊子根本沒有發現下方的皮膚,就在上面混亂地飛來飛去,皮膚在它們的面前隱形了!

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這是個什麽原理呢?其實蚊子發現人是依靠化學和紅外視覺。它可以嗅到人的汗液和二氧化碳的味道,這個石墨烯片雖然可以透過水蒸氣,但是卻不會放過汗液中的大分子,聞不到“人味兒”,蚊子自然也就“視而不見”了。

研究到這裏可以說是很不錯了,不過這個團隊還是不死心,他們就想知道石墨烯片的機械強度到底能不能抗拒蚊子的穿刺,于是他們又把汗液抹在了石墨烯片的外面,可是因爲水會和石墨烯形成水凝膠,結構被破壞了,反而可以被蚊子穿刺了……這真是一個悲傷的消息,這意味著用石墨烯片制成的防蚊衣物永遠不能碰水……

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                                          蚊子口器,結構相當複雜

不過好消息是他們後來又實驗了一種名爲熱還原氧化石墨烯片(rGO)的材料,這種材料不怕水,可以完美地保護皮膚。

                                                                                                                 (来源-公众号酋知鱼)