這件衣服，被《自然》雜志亮點(diǎn)報(bào)道，可防蚊子叮咬，還透氣！

作者 李傳福 史湘綺

蚊子和其他吸血節(jié)肢動(dòng)物在全球范圍內(nèi)傳播疾病，每年導(dǎo)致超過70萬人死亡，僅伊蚊屬物種每年就造成約30億美元的損失。雖然衣物可以提供一種簡(jiǎn)單的解決途徑來預(yù)防媒介傳播疾病，但是目前的衣服面料并不能有效阻擋蚊子的喙。

雌性蚊子用刺吸式的喙進(jìn)食，喙有一個(gè)外鞘，在進(jìn)食時(shí)，外鞘收縮，暴露出由液體表面張力結(jié)合在一起的六片鋸齒狀刀片和微針組成的針簇。唇是一個(gè)斜面的針，用于刺穿并吸取血液。上顎刺針以30赫茲的振動(dòng)頻率鋸切皮膚，以減少刺穿所需的力。靈活的針簇可以彎曲至90度角，并由微妙的肌肉系統(tǒng)神經(jīng)支配和控制。埃及伊蚊的喙長(zhǎng)為2.32毫米，寬60微米。唇的直徑為25微米。

近期，阿拉巴馬州奧本大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種針織面料，能夠保護(hù)穿著者免受蚊蟲叮咬。作者通過將穿著長(zhǎng)袖的人類手臂放入蚊籠中進(jìn)行測(cè)試。通過顯微鏡拍攝面料圖像并計(jì)數(shù)叮咬次數(shù)，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)與更粗的線、更多的彈性纖維含量和更短的針腳長(zhǎng)度結(jié)合使用時(shí)，某些針織圖案增強(qiáng)了防護(hù)效果。將面料用熱水洗滌/干燥過程進(jìn)行處理也能減少叮咬。這些防叮咬材料與由彈性纖維/聚酯混合物制成的控制材料一樣透氣。該工作得到了國際頂級(jí)科學(xué)期刊《自然》雜志亮點(diǎn)報(bào)道。

作者對(duì)常見服裝進(jìn)行了初步的防叮咬篩選。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括將穿著袖子的手臂放入含有20只雌性蚊子的籠中15分鐘，量化受到叮咬的次數(shù)。作者發(fā)現(xiàn)蚊子可以輕易刺穿衣物，長(zhǎng)袖提供的保護(hù)并不比短袖好多少，因?yàn)閮烧叨荚谏媳巢亢图绮康拇竺娣e區(qū)域緊貼皮膚，而這些區(qū)域是蚊子喜歡叮咬的地方。

初步實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明針織物具有不同程度的防蚊蟲叮咬能力，作者需要確定哪些特征和參數(shù)產(chǎn)生了效果。為此，作者篩選了八種不同的針織幾何形狀，還模擬了這些針織幾何形狀，以便于幾何可視化和清晰度。實(shí)驗(yàn)觀察到，在標(biāo)準(zhǔn)的洗滌-干燥周期中干燥產(chǎn)生的熱量會(huì)使聚酯針織物收縮。在雙面針織中，洗滌后的熱處理通過縮小縱行和環(huán)之間的空間，將非阻擋針織物轉(zhuǎn)變?yōu)樽钃踽樋椢铮瑢?dǎo)致表面積減少了約3.322平方厘米。此后，測(cè)試的所有針織物都通過在327K的溫度下進(jìn)行洗滌/干燥熱處理。在篩選的八種針織物中，只有一種是防蚊蟲叮咬的，即雙面針織。雙面針織獨(dú)特地將相互鎖定的環(huán)放置在彼此的頂部。

作者發(fā)現(xiàn)了另外三個(gè)能夠增強(qiáng)蚊子阻擋的參數(shù)。增加線粗度將單面平針織物轉(zhuǎn)變?yōu)榉蓝Ｒп樋椢铩Ｔ黾訌椥岳w維含量將跳針平針織物轉(zhuǎn)變?yōu)榉蓝Ｒп樋椢?。最后，減小針腳長(zhǎng)度增強(qiáng)了雙面針織物的防叮咬效果。作者對(duì)防叮咬針織物進(jìn)行了針對(duì)埃及伊蚊和霍華德按蚊的測(cè)試?；羧A德按蚊是美國東南部的一種大型蚊子，其喙平均長(zhǎng)度為8-10毫米，比埃及伊蚊大得多。測(cè)試的所有針織物厚度都不超過測(cè)試蚊子喙的長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)蚊子落在防叮咬針織物上時(shí)，它們傾向于進(jìn)行更多次探入嘗試。

最后，作者通過一系列實(shí)驗(yàn)組合來測(cè)量舒適度，包括9個(gè)因素的舒適度評(píng)分，這些因素包括磨砂感、絨毛感、厚度、拉伸強(qiáng)度、手部摩擦、面料與面料之間的摩擦、壓縮力、硬度和噪音強(qiáng)度。

雙面針織物可以加入彈性纖維/彈性材料或替代纖維來增加舒適度。含有彈性纖維的跳針平針織物是最佳的防叮咬材料，由于其材料混合有彈性纖維、聚酯和棉，其舒適度最佳。

實(shí)際上，蚊子有進(jìn)食/味覺偏好，它們更喜歡叮咬下半身和背部，因此可以將紡織品設(shè)計(jì)為在吸引蚊子的區(qū)域包含防叮咬針織物，而在不吸引蚊子的區(qū)域使用更寬松、更舒適的針織物。服裝也可以設(shè)計(jì)成對(duì)蚊子吸引力較小的顏色，比如白色。

這項(xiàng)由阿拉巴馬州奧本大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型防蚊針織面料為未來的個(gè)人防護(hù)和公共衛(wèi)生領(lǐng)域提供了新的思路。未來，這種面料的應(yīng)用可能不僅限于個(gè)人服裝，還可能擴(kuò)展到帳篷、蚊帳等戶外用品，甚至可能對(duì)農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)生積極影響，減少因昆蟲媒介傳播的疾病帶來的損失。