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如果蚊子"看不见"我

①为了摆脱被蚊子叮咬的围扰,人类做了很多努力,但是这些方法的效果都有限,国为城子"看得见"我们,被它盯上后,简直是无孔不入。那么换一种思路,如果蚊子"看不见"我们呢,不就可以从根源上杜绝蚊子的侵害了?

②看似是异想天开的脑回路,科学家还真的有办法把它从理论变成现实。2020年8月26日,《国家科学院院刊》发布了一项新的防蚊成果,这是用一种肉眼不可见的石墨烯防蚊薄膜制成了"防蚊隐形衣",让人类对蚊子"不可见",大大提高了防蚊效果。

③说到防蚊,让我们首先了解一下蚊子咬人的机理。

④雌蚊怀孕后,需要吸食人血来补充蛋白质,但是蚊子并不是以视觉寻找食物的,它们主要靠嗅觉。蚊子的下预须上有十分灵敏的二氧化碳感受器,这个感受器可以感受到低至 0.05%的二氧化碳浓度波动。人类呼出的气体中有4%是二氧化碳,因此蚊子可以轻易地在数十米外感知人类的存在,在接近人类1米至2米后,蚊子主要是根据人类汗液中的乳酸、氨、辛烯醇、丙酮和二甲基二硫醚产生的气味选择吸血目标。

⑤而"防蚊隐形衣"就是为了让蚊子对人类"视而不见"。这是一种基于石墨烯的创新薄膜,石墨烯是一种紧密的蜂窝状碱原子晶格结构,比钻石更硬,比铜要导电,其韧性远高千橡胶。强度甚至是月前最好的钢铁的一百多倍。

⑥石墨烯是单层原子构成,厚度在0.335纳米左右。0.335纳来有多薄?用形象的比喻来说,我们头发的直径是石墨烯厚度的20万倍,因此石墨烯被科学家定义为二维材料。简单的理解就是,我们完全可以忽略石墨烯的厚度,所以石墨烯这种材料制成的农物绝对可以满足我们对轻薄的需求。

⑦那么,石墨烯如何让坟子变成嗅觉"瞎子"呢?

⑧为了测试石墨烯薄膜的防蚊效果,布朗大学的研究人员招幕了一批参与试验的志愿者,将他们的手臂放置在充满蚊子的围场里,这样蚊子就可以有一小块皮肤来叮咬。比较了参与者裸露的皮肤上、覆盖着薄纱棉布的皮肤上、用石墨烯薄膜覆盖的薄纱棉布的皮肤上被咬的次数,结果发现,使用了石墨烯薄膜的参与者完全没有被蚊子叮咬,而赤裸的皮肤和只度盖着薄纱棉布的皮肤则很容易被蚊子叮咬。

⑨研究人员还对石墨烯进行了薄膜渗透测试,实验证明状态下的石墨烯薄膜可以干扰蚊子感知皮肤和汗液的能力,使得蚊子落在石墨烯薄膜上的频率比落在裸露皮肤上的频率低得多。因此,石墨烯薄膜起到了化学屏障的作用——蚊子失去了感知人类皮肤的能力,"看不见"人奚,从而达到了"防蚊隐身衣"的效果。

⑩这个研究成果对某些特殊领域的意义比较大。比如,中国新疆的北湾地带额尔齐斯河,被称为"世界四大城虫王国"之一,每立方米蚊子的数量高达1700只。这里的解放军官兵每次巡逻时都要穿上厚厚的防护服,喷上大量的驱蚊剂,仍不堪其扰。警犬更是容易在巡逻中发生面罩脱落的情况,导致10只警大牺杜。而"防蚊隐形衣"的出现,为逐逻官兵提供了一个强有力的"金钟罩",可以让他们免受蚊子的侵害。

⑪希望这项技术可以尽快进行实际应用评估,给需要的行业带去革命性的变革,这不就是我们探秘未知的意义所在吗?让我们用异想天开的想法另辟蹊径地解决一些棘手的问题,创造出更多的可能。

(选自《知识窗》2021.01)

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