Как пленки на основе графена могут помочь защитить от укусов комаров

Как пленки на основе графена могут помочь защитить от укусов комаров

nechaevkon / Shutterstock

Недавние разработки и потенциальные применения графена включают достижения в области аккумуляторных технологий, суперкомпьютеров, солнечных батарей, в то время как материал позволяет даже более быстрое секвенирование ДНК. Теперь исследователи из Университета Брауна обнаружили, что графен может быть использован в качестве инновационной безхимической альтернативы для предотвращения укусов комаров. Это открывает потенциальную возможность того, что графен может помочь свести к минимуму распространение инфекционных заболеваний, таких как малярия, лихорадка денге и зика, а также многие другие.

«Комары являются важными переносчиками болезней во всем мире, и существует большой интерес к нехимической защите от укусов комаров», – сказал Роберт Херт, профессор Технической школы Брауна.

Мы работали над тканями, которые включают графен в качестве барьера против токсичных химикатов, и мы начали думать о том, для чего еще может пригодиться этот подход. Мы подумали, что графен может обеспечить защиту от укусов комаров.

Роберт Хёрт, профессор, Техническая школа Брауна

Для исследования исследователям удалось убедить группу участников, которые были готовы вынести довольно много укусов комаров. Смелые кандидаты поместили свои руки в корпус, специально предназначенный для проекта, при этом некоторые из них подвергли комаров небольшому участку обнаженной или покрытой марлей кожи, а другим были покрыты участки кожи пленкой на основе оксида графена (GO). Насекомых разводили в лаборатории, чтобы обеспечить контроль эксперимента и отсутствие комаров.

Результаты показали, что хотя обнаженная или покрытая марлей кожа была укушена несколько раз, кожа, покрытая пленками графена, вообще не получала никаких укусов. Поведение комара радикально изменилось по отношению к коже, покрытой пленками графена.

«С графеном комары даже не попали на кожный пластырь – их, похоже, это не волновало», – говорит доктор философии Синтия Кастильо. студент в Брауне.

Мы предполагали, что графен будет физическим барьером для укуса через сопротивление проколу, но когда мы увидели эти эксперименты, мы начали думать, что это был также химический барьер, который мешает комарам чувствовать, что кто-то там находится.

Cintia Castillho, Ph.D. студент, инженерная школа Брауна

Таким образом, чтобы дополнительно определить идею о том, что материал может представлять собой химический барьер, исследователи поместили пот человека на поверхность графеновой пленки вместе с химическим веществом. Затем комаров привлекали к фильму почти так же, как к голой коже.

Таким образом, проведенное исследование показывает, что пленка оксида графена обладает способностью нарушать способность комара ощущать кожу и пот. В дополнение к этому, укус комара не может проникнуть в многослойный наноматериал из-за его прочности. Однако это применимо только в том случае, если материал сухой, поскольку исследование показало, что материал подвержен проколу во влажном состоянии после проведения серии дополнительных испытаний и компьютерного моделирования. Исследования показали, что оксид графена с пониженным содержанием кислорода (так называемый rGO) работает во влажном или сухом состоянии, но не обладает воздухопроницаемостью оксида графена.

«GO дышит, то есть вы можете потеть через него, а rGO нет», – сказал профессор Херт. «Таким образом, нашим предпочтительным воплощением этой технологии было бы найти способ механически стабилизировать GO, чтобы он оставался сильным во влажном состоянии. Этот следующий шаг даст нам все преимущества воздухопроницаемости и защиты от укуса ».

До этого исследования защита от укусов насекомых была неисследованной функцией материалов на основе графена. Исследование, финансируемое Национальным институтом наук об окружающей среде (NIEHS), было опубликовано в журнале Труды Национальной академии наук .

Хезер Генри, доктор медицинских наук, администратор NIEHS, работающий в области здравоохранения, заявила: «Эти результаты могут привести к новым методам защиты от комаров без воздействия на окружающую среду или здоровье человека других химических репеллентов».

Уникальная прочность и гибкость графена означает, что его можно использовать в виде одного слоя или складывать вместе, что делает его идеальным для встраивания в ткани, которые затем можно использовать для защитной одежды от комаров, и снижает риск и распространение инфекционных заболеваний.

Это новшество, использующее графен для отпугивания комаров, могло бы помочь уменьшить бремя плохого здоровья, связанного с рядом инфекционных заболеваний, и могло бы уменьшить потребность в пестицидах для уничтожения комаров, которые их переносят … Новый материал, такой как этот, следует оценить в поле для определения всех последствий для общественного здравоохранения.

Уильям Сук, доктор философии, директор исследовательской программы NIEHS Superfund

Source link