Американские ученые из Университета Брауна нашли новое и довольно оригинальное применение графену: выяснилось, что революционный материал способен обеспечить защиту от укусов комаров, причем двойную. Во-первых, тончайшая графеновая пленка действует как барьер, который не под силу проткнуть назойливым кровопийцам. Во-вторых, она также «глушит» химические сигналы, которые комары используют для выбора жертвы.
Как сообщает New Atlas, чтобы оценить антикомариную эффективность графена, исследователи пригласили принять участие в эксперименте нескольких отважных добровольцев, от которых требовалось помещать руки в специальную камеру, заполненную комарами. Насекомым был открыт для совершения злодеяний лишь небольшой участок кожи. Отметим, что участвовавших в экспериментах кровопийц, известных как желтолихорадочные комары, разводили в лабораторных условиях, чтобы исключить заражение любыми инфекциями.
Всего ученые провели три эксперимента: в одном из них испытуемые помещали в камеру руку с незащищенным участком кожи, во втором уязвимый для насекомых участок кожи был покрыт марлей, в третьем — участок кожи был покрыт пленкой оксида графена (GO), укрытой сверху марлей. После этого ученые сравнили частоту атак комаров во всех трех случаях. Оказалось, что наличие графена является сдерживающим фактором для комаров. В тех экспериментах, когда кожа добровольцев была покрыта графеновыми «щитами», участники не только не получили укусов, но и были атакованы всего несколькими насекомыми. А вот на голой и покрытой марлей коже кровопийцы пировали.
Примечательно, что комары кардинально меняли свое поведение, когда руки участников были покрыты пленкой из оксида графена. По словам ученых, большинство насекомых буквально не замечало потенциальную «добычу» и даже не садилось на нее.
«Изначально мы предполагали, что графен станет физическим барьером для укусов. Но когда мы просмотрели [видеозаписи] экспериментов, то обнаружили, что он выполнял роль также химического барьера», – вспоминает ведущая автор работы Синтия Кастильо.
Чтобы убедиться в достоверности результатов, команда нанесла немного человеческого пота на наружную сторону графенового покрытия и отправила его в логово комаров — последние реагировали на объект так же, как если бы перед ними была голая человеческая кожа. Так ученые пришли к выводу, что графеновое покрытие мешает комарам улавливать аттрактанты, исходящие от человеческого тела.
На следующем этапе авторы работы имитировали укусы комаров при помощи иглы а-ля комариный хоботок и проводили компьютерное моделирование процесса укуса. Выяснилось, что комарам не хватит сил, чтобы проколоть графеновую пленку, но лишь в том случае, если она сухая. А вот влажный материал (в тестах его пропитывали водой) становится уязвимым для проколов. Дальнейшие эксперименты с использованием человеческого пота в качестве приманки и вещества для пропитки графеновой пленки подтвердили выводы исследователей.
На последнем этапе ученые провели аналогичные эксперименты с другой формой графена — rGO, или восстановленный оксид графена (с пониженным содержанием кислорода). Выяснилось, что rGO-пленка обеспечивает надежную защиту не только в сухом, но и во влажном состоянии. Однако она непроницаема для воды, то есть сквозь нее не выделяется пот, что может привести к осложнениям при длительном контакте с кожей. По этой причине в будущих исследованиях ученые собираются сконцентрироваться на улучшении характеристик обычного оксида графена, чтобы он оставался прочным вне зависимости от наличия воды.
«Так мы получим все преимущества: воздухопроницаемость и защиту от укуса», – поясняют авторы.
В конечном итоге команда надеется, что технология найдет применение в проектировании одежды. Правильно сконструированные графеновые подкладки, как предполагается, защитят людей не только от неприятных укусов кровососущих насекомых, но и от опасных инфекций, которые те переносят. Кроме того, отмечается, что такой вариант исключает присутствие токсинов, чем грешат многие химические репелленты.
Напоследок укажем, что, к сожалению, ожидать массового производства одежды из графена в ближайшее время не стоит — этот материал все еще слишком дорог. Однако в будущем, с развитием технологий, ситуация может измениться.
Источник: hightech.plus