如果蚊子“看不見”我

溟橋

為了擺脫被蚊子叮咬的困擾，人類做了很多努力，但是這些方法的效果都有限——因為蚊子“看得見”我們。那么換一種思路，如果蚊子“看不見”我們呢，是不是就可以從根源上杜絕蚊子的侵害了？

看似是異想天開的腦回路，科學家還真的有辦法把它從理論變成現實。2020年8月26日，《國家科學院院刊》發布了一項新的防蚊成果，這是用一種肉眼不可見的石墨烯防蚊薄膜制成了“防蚊隱形衣”，讓人類對蚊子“不可見”，大大提高了防蚊效果。

說到防蚊，讓我們首先了解一下蚊子咬人的原理。

雌蚊懷孕后，需要吸食人血來補充蛋白質，但是蚊子并不是以視覺尋找食物的，它們主要靠嗅覺。蚊子的下顎須上有十分靈敏的二氧化碳感受器，這個感受器可以感受到低至0.05%的二氧化碳濃度波動。人類呼出的氣體中有4%是二氧化碳，因此蚊子可以輕易地在數十米外感知人類的存在。在接近人類1～2米后，蚊子主要根據人類汗液中的乳酸、氨、辛烯醇、丙酮和二甲基二硫醚產生的氣味選擇吸血目標。

而“防蚊隱形衣”就是為了讓蚊子對人類“視而不見”。這是一種基于石墨烯的創新薄膜，石墨烯是一種緊密的蜂窩狀碳原子晶格結構，比鉆石更硬，比銅更導電，其韌性遠高于橡膠，強度甚至是目前最好的鋼鐵的一百多倍。

石墨烯是單層原子構成，厚度在0.335納米左右。0.335納米有多薄？用形象的比喻來說，我們頭發的直徑是石墨烯厚度的20萬倍，因此石墨烯被科學家定義為二維材料。簡單的理解就是，我們完全可以忽略石墨烯的厚度，所以石墨烯這種材料制成的衣物絕對可以滿足我們對輕薄的需求。

那么，石墨烯如何讓蚊子變成嗅覺“瞎子”呢？

為了測試石墨烯薄膜的防蚊效果，布朗大學的研究人員招募了一批參與試驗的志愿者，將他們的手臂放置在充滿蚊子的圍場里。比較了參與者裸露的皮膚上、覆蓋著薄紗棉布的皮膚上、用石墨烯薄膜覆蓋的薄紗棉布的皮膚上被咬的次數，結果發現，使用了石墨烯薄膜的參與者完全沒有被蚊子叮咬，而赤裸的皮膚和只覆蓋著薄紗棉布的皮膚則很容易被蚊子叮咬。

研究人員還對石墨烯進行了薄膜滲透測試，實驗證明干燥狀態下的石墨烯薄膜可以干擾蚊子感知皮膚和汗液的能力，使得蚊子落在石墨烯薄膜上的頻率比落在裸露皮膚上的頻率低得多。因此，石墨烯薄膜起到了化學屏障的作用——蚊子失去了感知人類皮膚的能力，“看不見”人類，從而達到了“防蚊隱身衣”的效果。

這個研究成果對某些特殊領域的意義比較大。比如，中國新疆的北灣地帶額爾齊斯河，被稱為“世界四大蚊蟲王國”之一，每立方米蚊子的數量高達1700只。這里的解放軍官兵每次巡邏時都要穿上厚厚的防護服，噴上大量的驅蚊劑，仍不堪其擾。警犬更是容易在巡邏中發生面罩脫落的情況，導致10只警犬犧牲。而“防蚊隱形衣”的出現，為巡邏官兵提供了一個強有力的“金鐘罩”，可以讓他們免受蚊子的侵害。希望這項技術可以盡快進行實際應用評估，給需要的行業帶去革命性的變革。

摘自《知識窗》