防咬：北卡羅來納州立大學研究人員表示，新型服裝材料可以打敗蚊子
發布日期：通過勞拉·奧萊尼亞茲
北卡羅來納州立大學的研究人員使用紡織材料製作了不含殺蟲劑的防蚊服裝，他們在活蚊子實驗中證實可以防咬。他們使用自己設計的計算模型開發了這些材料，該模型描述了 埃及斑蚊攜帶病毒的蚊子，可引起茲卡病毒、登革熱和黃熱病等人類疾病。
最終，研究人員 報道 在日記中 昆蟲 當志工在裝有 200 隻活的、無病的蚊子的籠子裡穿著他們的衣服（一件最初為軍隊設計的底層內衣和一件戰鬥襯衫）時，他們能夠 100% 防止叮咬。 向量紡織品是一家北卡羅來納州的新創公司，已獲得相關專利權的許可，並打算在美國生產商業銷售的服裝。
NCSU 專利申請的螢幕截圖。
研究人員認為他們的計算模型可以更廣泛地用於開發服裝以減少疾病傳播。
研究合著者說：“這種織物被證明是有效的——這是我們發現的偉大的事情。” 安德烈·韋斯特，北卡羅來納州立大學時尚與紡織品設計副教授兼主任 蔡斯紡織促進經濟發展。 「對我來說，這是革命性的。我們發現我們可以防止蚊子穿過織物，而其他織物則足夠厚，可以防止蚊子接觸皮膚。
開發計算模型來設計可以防止 埃及斑蚊 咬傷後，研究人員調查了頭部、觸角和嘴巴的尺寸 埃及斑蚊，以及它如何咬合的機制。然後，他們使用該模型根據其厚度和孔徑來預測可以防止咬傷的紡織材料。研究人員表示，他們相信這些材料不僅可以有效對抗其他蚊子種類 埃及斑蚊 因為生物學和咬合行為的相似性。
[北卡羅來納州立大學的五位教授於2019年向美國專利商標局提交了防蚊蟲叮咬服裝的申請：West、Marian G. McCord、Charles S. Apperson、Richard Michael Roe和Emiel A. DenHartog。
「衣服有不同的用途，」研究的第一作者說 鸞坤，北卡羅來納州立大學森林生物材料博士後研究學者。 “我們的想法是建立一個模型，涵蓋人們想要的所有可能的服裝。”
為了測試模型的準確性，研究人員測試了預期防咬的材料。在對活的、無病的蚊子進行的實驗中，研究人員用根據模型預測的參數製成的塑膠材料包圍了一個儲血庫。然後他們計算了有多少隻蚊子充滿了血液。
他們最初測試的一種材料非常薄——厚度不到一毫米——但孔徑非常小，可以防止蚊子將其口器或長鼻刺穿該材料。另一種材料具有中等孔徑，以防止蚊子將其頭部插入紡織品足夠遠的地方以到達皮膚；第三種材料的毛孔較大，但足夠厚，蚊子的嘴仍然無法到達皮膚。
在隨後的測試中，研究人員選擇了一系列符合模型確定的防咬參數的針織和機織織物，並驗證了它們在使用血液儲存器和人類誌願者的實驗中的效果。當研究參與者將套著保護套的手臂插入蚊籠時，研究人員測試了志願者被叮咬的次數。研究人員還將這些織物的防叮咬和驅蚊能力與經過殺蟲劑處理的織物進行了比較。
根據早期實驗中了解到的情況，研究人員開發了由薄材料製成的防咬合身內衣，以及長袖襯衫，最初被設想為軍隊的作戰襯衫。
當一名志工穿著該服裝在有 200 隻飢餓蚊子的步入式籠子裡坐 10 分鐘和站 10 分鐘時，志工發現這款戰鬥襯衫 100% 有效防止叮咬。在第一次測試基層的試驗中，志願者的背部和肩膀被叮咬——200 隻蚊子被叮咬了 7 次。研究人員將咬傷歸因於織物的拉伸和變形，因此他們將肩部周圍的材料層加倍，最終能夠100%防止咬傷。他們還測試了衣服的舒適度，看看它吸收熱量和釋放水分的效果如何。
「最終生產的服裝 100% 防咬，」說 麥可·羅伊，北卡羅來納州立大學昆蟲學傑出教授威廉·尼爾·雷諾茲。 「夏天穿的日常衣服並不防蚊。我們的工作表明，事情不必如此。您每天穿的衣服可以製成防咬的。最終，我們的想法是建立一個模型，涵蓋人們想要的所有可能的服裝——無論是軍用還是私人用途。
該研究題為「蚊紡織品物理學：日常生活中無殺蟲劑、防咬服裝的數學路線圖」已發表 在線的 2021 年 7 月 13 日，發表於期刊 昆蟲。作者為北卡羅來納州立大學的Luan、Roe、West、Charles Apperson、Marian McCord、Emiel DenHartog、Quan Shi、Nicholas Travanty、Robert Mitchell、Grayson Cave、John Strider 和Youngxin Wang，以及來自北卡羅來納州立大學的Isa Bettermann、 Florian Neumann 和Tobias Beck德國亞琛大學。這項研究得到了美國國家科學基金會、國防部部署戰鬥機計畫、美國國防部內蒂克合約部門、北卡羅來納州校長創新基金、東南部農業健康和傷害預防中心、飛行員和NC農業研究實驗站。
(C) 北卡羅來納州立大學
原始來源： WRAL 技術線