氧化石墨烯薄膜在乾燥時,可防止蚊子叮咬(圖:布朗大學)

美國科學家日前開發以石墨烯(graphene)製成的布料,藉由阻隔讓蚊子聞到血液的氣味,達到不利用化學方法防止蚊子叮咬目的。

石墨烯

美國布朗大學(Brown University)的研究人員表示,多層的石墨烯可以提供兩道防護對抗蚊子叮咬,因為該材料極薄但相當堅固,可防止蚊子叮咬。實驗也發現,石墨烯可阻隔蚊子嗅到血液的化學訊號,讓蚊子錯過眼前的大餐。研究人員羅伯特·哈特教授(Robert Hurt)指出:「蚊子是全球各地疾病的重要媒介,外界對防蚊蟲叮咬的非化學方法有相當濃厚的興趣。」

完全不被叮咬

在研究過程中,志願者將手臂放在充滿蚊子的罩子內,只露出一小塊皮膚讓蚊子叮咬,之後研究人員分析裸露的皮膚、包裹薄紗棉布的皮膚部位,以及覆蓋氧化石墨烯(graphene oxide)薄膜的皮膚部位。結果發現,包覆乾燥氧化石墨烯薄膜的部位完全沒有被叮咬,其餘受測地方都遭受蚊子攻擊。

研究人員辛席雅·卡絲堤洛(Cintia Castillho)表示,「有了石墨烯的地方,蚊子根本不會停留。我們推論石墨烯透過抗穿刺性,提供一種叮咬的實體屏障。但經由實驗發現,我們認為它也是一種化學屏障,可阻止蚊子聞到氣味。」

研究人員也利用細針代替蚊子的喙,並用電腦模擬叮咬過程,結果發現蚊子無法產生足夠力道刺穿氧化石墨烯薄膜,但只有在乾燥情況下適用,一旦氧化石墨烯浸透水,仍可讓蚊子得逞。

不過,另一種材料「還原氧化石墨烯」(reduced graphene oxide,rGO),不管在乾濕情況下都具備防咬特質。哈特教授也指出:「氧化石墨烯可透氣,但 rGO 卻不行。因此,該技術最佳具體化,就是找到一種可慣性穩定氧化石墨烯的方法,以便在潮濕時保持堅固。」

資料來源:

  1. University, B. (2019). Mosquito incognito: Could graphene-lined clothing prevent mosquito bites?. [online] Brown University.
  2. Printed Electronics World. (2019). Printed Electronics World by IDTechEx.
  3. Castilho, C., et al., (2019). Mosquito bite prevention through graphene barrier layers. PNAS DOI:10.1073/pnas.1906612116
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