中國粉體網訊 納米石墨烯材料在太陽能電池等領域因其特性受到廣泛關注。科研人員正努力探索石墨烯材料更廣泛的用途。近日，布朗大學的研究人員研究發現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信號，從而降低它們的叮咬行為。研究人員表示，實驗表明石墨烯襯里的衣服可以形成防蚊屏障。相關研究結果已發表在美國國家科學院院刊。
該論文的主要作者布朗大學工程學院教授羅伯特·赫特（譯）表示：“長久以來蚊子都是各種疾病傳播的載體，人們對如何使用非化學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品保護的織物，最近我們開始考慮石墨烯織物更多的可能性。我們認為石墨烯也可以在防蚊蟲叮咬方面作出貢獻。”
為了驗證這個想法，研究人員招募了一批愿意參加蚊蟲叮咬實驗的志愿者。實驗所用的蚊蟲是人工培育的無疾病源的實驗體，在試驗過程中，志愿者需要將手臂放置在充滿蚊蟲的保護體中，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，研究人員發現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生了改變！
“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”布朗大學的博士生、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，但當我們看到這些實驗時，我們開始認為石墨烯也是一種化學屏障，可以阻止蚊子感知到有人在那里。”
為了證實化學屏障的想法，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標記，蚊子聚集在這片區域，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
其他實驗表明，GO也可以提供一定程度抗穿刺性。使用細針代表蚊子口器，以及咬合過程的計算機模擬，研究人員表明，蚊子根本無法產生足夠的力來刺穿GO。但這僅適用于GO干燥時。模擬發現當GO飽和水時，GO很容易被穿刺。當然，實驗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）顯示出在濕潤和干燥時都提供咬合屏障。
赫特表示，研究的下一步將是找到一種穩定的方法，這樣在潮濕的時候就會變得更硬。因為在可穿戴技術方面，GO比rGO有明顯的優勢。
“GO是透氣的，這意味著你可以通過它出汗，而rGO不是”赫特說。“所以我們這項技術的首選實施方案是找到一種方法來穩定GO的機械性能，以便在潮濕時保持強勁。下一步將為我們提供透氣性和防叮咬保護。”
研究表明，適當設計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。該研究由美國國家科學基金會（CMMI-1634492）資助。
相關參考文獻：
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
布朗大學官網
（中國粉體網編輯整理/江岸）
