劉玉艷
美國北卡羅來納州首府羅利市內的北卡羅來納州立大學里有一裝有成百上千只蚊子的籠子,那些蚊子嗡嗡叫著,饑餓難耐,時刻準備著第一次血液大餐。此時,一研究員走進籠子,他預想到了最糟的情況。然而,歷經20分鐘高強度的蚊子叮咬之后,研究員驚訝地發現身上只有為數不多的幾處受到叮咬。研究員是怎樣保護自己免遭蚊子攻擊的呢?答案是:他穿了一套由光滑舒適、用新型面料制成的服裝。該項“蚊籠測試”是北卡州立研究所精心設計的,身著的防蚊面料舒適度高且不含殺蟲劑。
壓力下的挑戰
據世界衛生組織(WHO)統計,每年有72.5萬人死于蚊蟲叮咬,其致死率比地球上任何其他生物都高。而死亡人數絕大多數是因為瘧疾,瘧疾是由單細胞動物寄生蟲引起,它通過蚊子叮咬使人致病,然后死亡。據WHO估計,世界每年有3億~5億瘧疾病例,每30秒就有1名兒童死于瘧疾。
過去幾年,登革熱與寨卡病毒肆虐全球,熱帶國家尤為嚴重,這類蚊蟲傳播的疾病成為人類的主要威脅。由寨卡預防基金會提供的當前數據證實,拉丁美洲的寨卡病例最多,然而,這種病毒正在世界范圍內傳播。根據美國疾控和預防中心的數據顯示,全美有1700名孕婦感染了寨卡病毒,其檢驗的血樣呈陽性,僅佛羅里達一州就出現82例孕婦感染寨卡病毒,但她們絕大多數都是在美國之外的地方感染后回國,一些婦女因在當地被蚊蟲叮咬感染了病毒。寨卡病毒往往會在蚊子泛濫季節瘋狂傳播。
不僅如此,寨卡病毒還通過埃及伊蚊叮咬傳播,也通過性接觸傳播。如果孕婦受到感染,病毒會遺傳給胎兒,導致胎兒出現嚴重的先天性缺陷,形成小頭癥,這與大腦發育不全有關。寨卡病毒還可造成其他健康影響,科學家正在努力查明相關影響。
目前,WHO曾推薦多次使用避蚊胺(DEET)或其他化學制劑以達到預防寨卡病毒傳播的目的,或希望疫區人員均需穿戴有殺蟲劑防護的衣物。但醫學界認為,接觸化學物非常不可取,特別是孕婦和兒童。不愿意接觸帶有化學物的防護服而拒絕穿戴的人,他們遭蚊蟲叮咬感染病毒的危險性就很大。此外,久用殺蟲劑可引發蚊子的耐藥性,這可能顯著降低化學浸漬紡織品的有效性,使穿戴者不知不覺陷于危險中。為檢測防蚊面料和服裝原型,位于美國北卡州的昆蟲學實驗室喂養了多樣化的蚊子種群,旨在研發不帶化學制劑的防護服。
普通衣物能提供不同程度的保護,但饑餓的蚊蟲能用鋒利吸管輕易刺穿大多數消費品面料,包括T恤和牛仔褲。北卡州立大學紡織學院紡織品保護和舒適度研發中心副主任埃米爾·丹哈托格博士說,僅通過表層壓面即可輕易制出防蚊面料,但這樣的面料失去了透氣性和舒適度。目前可用的非化學保護性紡織品提供幾乎連續或整體的阻隔層,這些阻隔層可將熱量和水分吸入衣物,但它笨重不靈活。這種類型的衣物在濕熱氣候中穿著不舒服,而帶病毒的蚊子卻在這樣的環境中肆虐橫行。這種保護衣主要用于狩獵、捕魚、其他戶外運動和軍事用途。對日常消費者而言,該防護服既不切實際也缺乏時尚魅力。迷彩服可能在叢林中很受歡迎,但不適合日常穿著,尤其不適合準媽媽。因此,研發孕婦穿的防護服勢在必行,即研發新型無化學制劑防蚊且十分舒適的服飾。無化學制劑的防蚊衣物能提供安全、持續且易于使用的防蚊方法,這成為研發人員面臨的新挑戰。
新型解決方案
美國北卡州立大學紡織與自然資源學院、農業與生命科學學院進行了為期5年的合作,研究人員積極致力于探索基于紡織物的防蚊解決方案,以幫助備受關注地區的生活環境。參與這項挑戰的有昆蟲學家、紡織工程師、紡織品設計師、服裝舒適度分析師和防護專家。這是一個多學科團隊,他們一直在合作開發新一代非化學防護服,并與軍事和行業合作伙伴建立關系,這些合作伙伴正增加其技術含量,以便將迫在眉睫的服裝需求推向市場。
他們從研究蚊子與紡織結構的關系開始研究,并與人類需求產生互動,將知識與實用性相結合,設計制作無化學面料,其模型和原型可提供卓越的舒適性且能防蚊叮咬。為此,專家進行了從小面料樣品到整套服裝的四層紡織品試驗,該試驗是在進入籠子真實環境中實施的。他們跟研究者和技術人員一起開發出一整套試驗分析系統,并能快速對紡織品和服裝樣品進行篩選。
紡織服裝須經昆蟲學實驗室合作設計、開發和測試。其目標是,尋找一種既舒適又透氣的面料,同時又能達到防蚊的微妙平衡。他們使用了CAD軟件和模擬的蚊子針狀吸血器(稱為長鼻針)的測量,首先模擬該面料能防蚊的長鼻針穿透織物到達皮膚,然后構造出貼身面料原型并進行防蚊叮咬的測試。測試旨在判斷蚊子落在面料表面后刺透面料的能力。面料的顏色和穿戴者的體味將蚊子引入潛在受害者皮膚上。深色面料對蚊子具有異常的吸引力。開孔透氣的面料可滲透出更多氣味,但當蚊子落在面料表面卻無法刺穿時,蚊子開始瘋狂蜇刺。多次的降落和穿刺嘗試標明,蚊子無法吸到血液時會找尋面料薄弱點進行重新蜇刺。研究員用客觀視頻分析了蚊子與紡織品表面的相互作用。通過對蚊子成功吸食血液證據的檢測,再加上蚊子降落次數,然后再對每種面料被蜇狀態進行比較和評估。除了具有高度防蚊性外還需要評估舒適性,包括空氣和熱透氣性及吸濕性。
參與該項目的博士后昆藍先生憑借這些信息和耐咬數據開發出一種能預測不同面料耐咬性與舒適性的模型,其目標是開發多種多樣的面料,包括內衣和外衣,以滿足多種條件的需求。該研究促使相關設計系統的誕生,并利用這些系統又生產擁有廣闊消費者市場的各種防蚊面料。這些設備能有效利用各種面料結構,包括機織、針織和無紡織,與其他無紡材料或物質結合。對面料舒適性的評估要基于其最終功能,設計面料最終是為了預防蚊子叮咬,其穿透性足以實現透氣和防潮。
用這些面料制作服裝,允許疫區人員不受限制穿戴并能高強度運動,并且他們還在更易吸引蚊子之處,如:腳踝和膝蓋后部及肘部、膝蓋和孕婦腹部提供額外的保護層,這些保護基于服裝的構造,通過添加雙層面料或進一步強化材料的密度達到保護效果。孕婦,尤其是準媽媽希望能在懷孕前、懷孕期間和懷孕后獲得安全產品的保護,以免讓胎兒遭受寨卡病毒和其他傳播病毒的困擾。endprint
眾所周知,寨卡病毒會導致嚴重的出生缺陷并關系到孩子的健康,因此保護孕婦或產婦更為迫切。不僅如此,保護她們的性伴侶也十分重要,因為男性性伴侶也可能將病毒傳播給愛人。經濟、便捷和具有可持續性,且限制使用驅蟲劑的非化學驅蟲劑防護服能吸引更多人。隨著測試和設計的推進,研究人員開發出與特定目標終端用戶相關的耐咬性防護服。由于團隊具有多元化優勢,他們已有能力建立具有創新特點和功能的生產線,并準備把相關產品推入預防寨卡病毒的市場。據稱,這類紡織品已在北卡州昆蟲學實驗室進行了嚴格的測試,已證明它在極端惡劣的環境條件下,防蚊有效率超過98%。
新技術的商業化之路
為將這突破性的研究從實驗室推向市場,該團隊與北卡州技術商業和新風險投資辦公室(OTCNV)密切合作,尋找機會并申請專利。OTCNV正在與業界合作伙伴進行持續討論,以最大限度發揮這項技術的商業潛力,并為高危地區數百萬人提供預防寨卡病毒防護服。
目前,美國中西部城市俄克拉荷馬市哈爾松股份限公司已與有限特許商業合作伙伴達成協議。該公司研發的“瑞諾防蚊膚”“RynoSkin?”品牌為狩獵、漁業、軍隊和警察提供的防蚊服裝,享譽全美。他們之前的產品不防蚊,但在蚊子的啟發下,在北卡州舒適測試試驗中研發出了一款新型內衣,它在經受“蚊籠測試”中證實有98%的防蚊效果。目前,“瑞諾防蚊膚”已在全美發售。
北卡州研究組認為防蚊服裝市場廣闊,且孕婦群體是最重要的市場。目前,還沒有任何一家公司專注于生產和經銷準媽媽免寨卡病毒的防護服。為此,研究人員創辦了北卡州瑞雷市病毒載體防護服公司。該公司致力于產品研究、設計和開發,為人類、動物甚至植物的防蚊蟲感染織物提供實地測試。專家稱,寨卡病毒已成為美國大眾的主要擔憂,因此他們不得不開發一種孕婦品牌。此外,他們將在不久推出“保護孕婦”品牌。他們不僅要籌集資金購買材料,而且還要為生產制造提供現金流,同時告知公眾他們有可供選擇的其他安全可持續的方法來保護其免受蚊子叮咬。
第一款孕婦裝系列產品將直接面向拉丁美洲和美國南部1.7億潛在消費者,目標是年齡在15到49歲之間的女性。這種產品不含殺蟲劑,在濕熱的室內室外環境中皆宜。第一批服裝將擁有雙層保護,第一層是可做內衣的內層或基礎層,包括緊身褲,有些緊身褲長度在腹部,有些在腹部以下,孕婦穿著十分舒適。還有不同長度的合身上衣?;A層可穿在普通衣物里面提供高度保護,同時讓消費者在穿普通衣物時也獲得保護且不影響舒適度。
服裝小組將專門設計第二款戶外孕婦裝系列,能幫助她們有效防止蚊蟲叮咬。病毒防護服尚需借助數字打印技術,強化系列產品的保護作用又順應時尚的要求。該產品的設計也將滿足人口多樣性和消費者審美的需求,緊跟最新時尚趨勢。
目前,美國市場已出現專門預防攜帶寨卡病毒的防護服,預計零售價格將與目前的專業孕婦裝相一致。病毒防護服正在探索“湯姆斯改善生活”的理念。專家認為,人道組織能夠批量采購防蚊服,并發放給流離失所、易遭蚊子傳播疾病的高危地區的人群;醫生和助產士可通過診所銷售防蚊服;政府也可為存在風險的低收入婦女提供購買補貼。他們還在為衛生工作者研究可重復使用的服裝。
專家認為,防蚊叮咬就能預防寨卡病毒傳播,而防蚊服的誕生恰逢其時,且將用于多種用途。隨著世界人口面臨更大的寨卡病毒風險,蚊蟲防護服的研發應成為各國的重中之重。
(據《美國紡織世界》http://www.textileworld.com/textile-world/features/2017/05/mosquito-bite-resistant-maternity-clothing-for-zika-virus-protection/最新資料)endprint