研究人员开发出一种防蚊服装,既能100%防止叮咬,又无需使用杀虫剂。
这是通过开发一个计算模型实现的,该模型展示了“埃及伊蚊”的叮咬行为;埃及伊蚊是一种携带病毒的蚊子。
随后,他们利用该模型制造出能够防止叮咬的纺织材料。
下一步是设计出人们可能需要的各类服装,以确保最大程度的防护。
新型无杀虫剂、防蚊叮咬服装采用的材料,已在活体蚊子实验中被研究人员证实能够防止叮咬。
研究人员利用自行设计的计算模型开发了这些材料,该模型描述了埃及伊蚊的叮咬行为。埃及伊蚊是一种携带病毒的蚊子,这些病毒可引发寨卡、登革热和黄热病等人类疾病。
研究人员最终在期刊《Insects》上报告称,当一名志愿者在笼中穿着他们的服装(一件基础层贴身内衣和一件最初为军方设计的作战衬衫)与200只活体、无疾病的蚊子接触时,他们能够100%防止叮咬。
研究人员认为,其计算模型可更广泛地用于开发能够减少疾病传播的服装。
“这种面料的有效性已得到证实,这正是我们的重大发现,”参与该研究的合著者、北卡罗来纳州立大学服装与纺织设计副教授、Zeis纺织经济发展推广中心主任安德烈·韦斯特(Andre West)表示,“对我而言,这是革命性的。我们发现,我们能够阻止蚊子穿透面料,而其他面料则足够厚,可防止蚊子接触到皮肤。”
为开发能够设计出可防止埃及伊蚊叮咬的纺织材料计算模型,研究人员考察了埃及伊蚊头部、触角和口器的尺寸,以及其叮咬的机制。随后,他们利用该模型预测了可根据厚度和孔径防止叮咬的纺织材料。研究人员表示,由于生物学特性和叮咬行为相似,这些材料可能还对其他蚊种有效,而不仅限于埃及伊蚊。
“服装的用途各不相同,”第一作者、森林生物材料领域博士后研究学者Kun Luan表示,“我们的目标是建立一个模型,能够涵盖人们可能需要的所有服装。”
为检验其模型的准确性,研究人员对预测可防止叮咬的材料进行了测试。在使用活体、无疾病蚊子的实验中,研究人员将一个血液储存装置周围包裹上按照模型预测参数制成的塑料材料,随后统计有多少只蚊子吸饱了血。
他们最初测试的一种材料非常薄,厚度不到一毫米,但其孔径很小,可防止蚊子将口器(即吸管状的喙)穿过材料。另一种材料的孔径中等,可防止蚊子将头部伸入纺织品足够深的位置以接触皮肤;第三种材料的孔径较大,但厚度足够,使蚊子的口器仍无法触及皮肤。
在随后的测试中,研究人员选择了一系列符合模型所定防叮咬参数的针织和机织面料,并在使用血液储存装置和人类志愿者的实验中验证了其有效性。
研究人员测试了志愿者将覆盖着防护袖套的手臂伸入蚊笼时所遭受的叮咬次数。研究人员还将这些面料防止叮咬和驱赶蚊子的能力,与经杀虫剂处理的面料进行了比较。
根据早期实验的成果,研究人员开发出一款采用薄型材料制成、可防叮咬的贴身内衣,以及一件长袖衬衫,该衬衫最初设想为军方的作战衬衫。
当一名志愿者在步入式蚊笼中,穿着这些服装坐10分钟、站10分钟,笼中有200只饥饿的蚊子时,作战衬衫的防叮咬效果达到100%。
在对基础层进行的首次测试中,志愿者的背部和肩部遭到叮咬——200只蚊子共叮咬了7次。研究人员将叮咬归因于面料拉伸和变形,因此在肩部加厚了一层材料,最终实现了100%防止叮咬。他们还测试了这些服装的舒适度,以及其保暖和排汗性能。
“最终生产出的服装可100%防止叮咬,”昆虫学教授迈克尔·罗(Michael Roe)表示,“您在夏季穿的日常服装并不能防蚊叮咬。
“我们的研究表明,情况不必如此。您每天穿的衣服完全可以做到防蚊叮咬。最终,我们的目标是建立一个模型,能够涵盖该人可能需要的所有服装,无论是军用还是私人用途。”

