夏日除了炎热，蚊子肯定算最恼人的事物之一。这种烦人的小东西不仅会冷不丁咬你一口，使皮肤瘙痒红肿，还可能传播各种疾病。比如埃及伊蚊（Aedes aegypti），这种蚊子能传播引起寨卡、登革热和黄热病等多种疾病的病毒。近日，美国北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）的研究人员利用设计的计算模型，开发了一种无杀虫剂的新型防蚊织物，用它制作的服装看起来和日常服装一样。在实际研究中，面对200只活埃及伊蚊，这种织物能够提供100%的防叮咬保护！不仅如此，由于蚊子具有相似的生物学和叮咬行为，科学家认为，这种织物对其他蚊子也有效！
▲该篇论文发表在Insects杂志上（图片来源：论文页面截图） 为了防蚊，人们尝试在衣服和皮肤上喷洒杀虫剂，然而化学制剂可能对身体有潜在的健康影响。那么，有没有可能从衣服本身的织物材料物理结构入手，以抵挡蚊子的进攻呢？该论文的第一作者Kun Luan博士说：“我们的想法是，设计一个模型，能够覆盖人们想要的所有服装类型。”研究人员测量了埃及伊蚊头部、触角和喙的上唇尺寸，以并计算了它们叮咬行为的力学性质，开发出一款计算模型，以决定防叮咬纺织材料的厚度和孔径。为了测试模型的准确性，他们用根据模型预测参数制作的测试材料包住一个血液储存器，然后统计有多少未携带疾病病毒的活埃及伊蚊能够穿透屏障织物，吸到血。
▲根据测试结果评估并改进计算模型的准确度，以确定织物物理参数（图片来源：参考资料[1]）研究人员最初测试了三种材料：第一种非常薄，厚度不到一毫米，并且孔径小于蚊子唇径（labrum diameter）；第二种孔径大于唇径但小于头径；第三种孔径大于头径，小于唇径与头径之和，但足够厚。接下来，研究人员选择了一系列符合模型确定的防咬伤参数的织物，并通过血液储存器和志愿者继续进行了测试。活体试验的评估方式是当志愿者套着织物做的保护套时，手臂插入蚊子笼后的被叮咬次数。
▲因为孔径很小，蚊子的口器无法穿透织物（图片来源：参考资料[1]）最后，研究团队制作出一款薄内衣，以及一种长袖衬衫。一名志愿者分别穿着这两种衣服，站在一个装满200只饥饿活埃及伊蚊的笼子里10分钟。研究人员发现，长袖衬衫能100%有效地防止叮咬。但穿着薄内衣时，志愿者的背部和肩部的被叮咬了7次。他们认为这是由于织物的拉伸和变形，因此将肩部周围的材料层加倍，最终设计出了同样100%有效防叮咬的薄内衣。
▲防蚊服装的纺织结构原理、设计步骤与进行的各项测试与试验（图片来源：参考资料[1]）
此外，研究人员还比较了相比经杀虫剂处理的织物，这种织物在防止叮咬和驱赶蚊子上的能力。结果表明，这种织物的抗叮咬性要高出3倍！并且，舒适性测试表明，这种织物具有优越的热生理性能，能够很好地捕获热量（保暖）与蒸发水分（散汗）。研究人员认为，未来可以利用这个计算模型更广泛地开发不同种类的服装。这些服装将不仅舒适，便于日常穿着，而且能够仅基于纺织结构，有效地防止蚊子叮咬。让我们期待可以每日穿着的“抗蚊神器”能够早日提供给普通群众，让我们从此无惧蚊子叮咬！
[1] Luan, K., et, al. (2021). Mosquito-Textile Physics: A Mathematical Roadmap to Insecticide-Free, Bite-Proof Clothing for Everyday Life. Insects, 12(7), 636. https://doi.org/10.3390/insects12070636[2] Mosquito-resistant clothing prevents bites in trials. Retrieved July 13, 2021, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-07/ncsu-mcp071321.php
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