Myg inkognito:Kunne grafenforet tøj hjælpe med at forhindre myggestik?

Nanomaterialet grafen har fået betydelig opmærksomhed for sine potentielle anvendelser i alt fra solceller til tennisracketere. Men en ny undersøgelse af Brown University -forskere finder en overraskende ny anvendelse af materialet:forhindring af myggestik.

I et papir udgivet i Proceedings of the National Academy of Sciences , forskere viste, at flerlagsgrafen kan give et dobbelt forsvar mod myggestik. Det ultratynde, men stærke materiale fungerer som en barriere, som myg ikke er i stand til at bide igennem. På samme tid, eksperimenter viste, at grafen også blokerer kemiske signaler, myg bruger til at fornemme, at et blodmåltid er tæt på, afstumpe deres trang til at bide i første omgang. Resultaterne tyder på, at tøj med grafenfor kan være en effektiv myggebarriere, siger forskerne.

"Myg er vigtige vektorer for sygdomme over hele verden, og der er stor interesse for ikke-kemisk beskyttelse mod myggestik, " sagde Robert Hurt, en professor ved Brown's School of Engineering og seniorforfatter af papiret. "Vi havde arbejdet på stoffer, der inkorporerer grafen som en barriere mod giftige kemikalier, og vi begyndte at tænke på, hvad tilgangen ellers kunne være god til. Vi troede, at grafen også kunne give myggestik beskyttelse."

For at finde ud af, om det ville virke, forskerne rekrutterede nogle modige deltagere, der var villige til at få et par mygstik i videnskabens navn. Deltagerne placerede deres arme i en myggefyldt indhegning, så kun en lille plet af deres hud var tilgængelig for myggene til at bide. Myggene blev opdrættet i laboratoriet, så de kunne bekræftes at være sygdomsfrie.

Forskerne sammenlignede antallet af bid, deltagerne fik på deres bare hud, på hud dækket af osteklæde og på hud dækket af en grafenoxid (GO) film beklædt med ostelærred. GO er et grafenderivat, der kan laves til film, der er store nok til makroskalaapplikationer.

Det var let tydeligt, at grafen var en bidskrækkende middel, fandt forskerne. Når huden var dækket af tørre GO-film, deltagerne fik ikke en eneste bid, mens bar og ostedækket hud let blev spist. Hvad var overraskende, sagde forskerne, var, at myggene fuldstændig ændrede deres adfærd i nærværelse af den grafenbeklædte arm.

"Med grafen, myggene landede ikke engang på hudplasteret – de så bare ud til at være ligeglade, "sagde Cintia Castilho, en ph.d. studerende på Brown og undersøgelsens hovedforfatter. "Vi havde antaget, at grafen ville være en fysisk barriere for at bide, gennem punkteringsmodstand, men da vi så disse eksperimenter begyndte vi at tro, at det også var en kemisk barriere, der forhindrer myg i at mærke, at nogen er der."

For at bekræfte den kemiske barriereide, forskerne duppede noget menneskelig sved på ydersiden af ​​en grafenbarriere. Med de kemiske spørgsmål på den anden side af grafen, myggene strømmede til plasteret på nogenlunde samme måde, som de flokkedes til bar hud.

Andre eksperimenter viste, at GO også kan give punkteringsmodstand - men ikke hele tiden. Brug af en lille nål som stand-in til en mygs snabel, samt computersimuleringer af bideprocessen, forskerne viste, at myg simpelthen ikke kan generere nok kraft til at punktere GO. Men det gjaldt kun, når GO'en er tør. Simuleringerne viste, at GO ville være sårbar over for punktering, når den var mættet med vand. Og helt sikkert, forsøg viste, at myg kunne bide gennem våd GO. Imidlertid, en anden form for GO med reduceret iltindhold (kaldet rGO) viste sig at give en bidbarriere, når både vådt og tørt.

Et næste skridt for forskningen ville være at finde en måde at stabilisere GO, så den er hårdere, når den er våd, Hurt siger. Det er fordi GO har en klar fordel i forhold til rGO, når det kommer til bærbar teknologi.

"GO er åndbart, hvilket betyder at du kan svede igennem det, mens rGO ikke er det, " Sagde Hurt. "Så vores foretrukne udførelsesform af denne teknologi ville være at finde en måde at stabilisere GO mekanisk, så den forbliver stærk, når den er våd. Dette næste trin ville give os de fulde fordele ved åndbarhed og bidbeskyttelse."

Alt i alt, siger forskerne, undersøgelsen tyder på, at korrekt konstruerede grafenforinger kunne bruges til at lave myggebeskyttende tøj.

Andre medforfattere af undersøgelsen var Dong Li, Muchun Liu, Yue Liu og Huajian Gao.