石墨|如何让蚊子“看”不见你？穿上这件衣服就够了
出品：科普中国
制作：王力（中国科学院半导体研究所）
监制：中国科学院计算机网络信息中心
为了摆脱被蚊子叮咬的困扰 ， 人类做了很多努力 ， 包括用衣服、蚊帐间接保护自己免受蚊子的骚扰 ， 或是用蚊香、电蚊拍和蚊子做正面斗争 。 但是 ， 这些方法的效果都有限 。
近几年 ， 科学家找到了一种新方法 ， 制造出了一种“隐形衣” ， 让人类对蚊子“不可见” ， 而这件隐形衣的材质是石墨烯薄膜 。
石墨烯是什么？为什么石墨烯薄膜制成的衣服 ， 能防止蚊子叮咬人类？要想知道这件“隐形衣”为什么能防蚊 ， 我们首先需要了解蚊子为什么会“独宠”一部分人 。
△图片来源：百度百科
蚊子喜欢咬什么样的人？
为了“师蚊长技以制蚊” ， 科学家对地球上三千多种蚊子进行了分类 ， 会对人类进行叮咬的主要有三种蚊子 ， 分别是：按蚊Anopheles、伊蚊Aedes（后文实验用蚊）、库蚊Culex ， 它们依次长下面这样：
△图片来源：https://www.youtube.com/watch?v=NlaaGS76A1k
雌蚊怀孕后 ， 需要吸食人血来补充蛋白质 ， 但是蚊子并不是通过视觉寻找食物 ， 而是主要靠嗅觉 。 蚊子的下颚须上有十分灵敏的二氧化碳感受器 ， 这个感受器可以感受到低至0.05%的二氧化碳浓度波动 。
△图片来源：https://www.youtube.com/watch?v=wF5KfsKxK6Q
人类呼出的气体中有百分之四是二氧化碳 。 蚊子可以轻易地在数十米外感知你的存在 ， 就像你远远就可以闻到厨房飘出的饭香 。
在接近人类一至两米后 ， 蚊子主要是根据人类的汗臭（主要是由汗液中的乳酸、氨、辛烯醇、丙酮和二甲基二硫醚产生的气味） ， 选择吸血目标 。
△运动出汗之后的你 ， 在蚊子眼中绝对是一盘绝味肉排 图片来源：知网
大开脑洞的防蚊器材：石墨烯防蚊衣
为了与蚊子做斗争 ， 人类费尽心思 ， 甚至想到了给蚊子做绝育 。 但现实是 ， 在这场人蚊大战中 ， 人类并不能消灭掉对手 。
近几年 ， 研究人员想到了一个新思路：让蚊子“看”不见我们 。
这就是前面我们提到了石墨烯“隐身衣” 。 一种基于石墨烯的创新薄膜可以帮助人们抵御携带疾病的蚊子 。
什么是石墨烯呢？简单来说 ， 石墨烯就是碳原子组成的六角形结构（如下图所示） 。
△石墨烯分子结构图 图片来源：参考资料1
你可以想象石墨烯是由单层碳原子构成的一个像蜂窝似的薄膜 。 如果是由两层叠到一起的就叫双层石墨烯 ， 除此之外还有少层石墨烯 ， 当然再多层的石墨烯那就是石墨啦！
那么石墨烯有多厚呢？石墨烯是单层原子构成的 ， 厚度在0.335nm左右 。
0.335nm有多薄？用形象的比方来说 ， 我们头发的直径是石墨烯厚度的20万倍 。 因此石墨烯被科学家定义为二维材料 。 简单理解就是 ， 完全可以忽略石墨烯的厚度 。 所以石墨烯这种材料制成的衣物 ， 绝对满足我们对轻薄的需求 。
不仅如此 ， 石墨烯还有很好的韧性 ， 其杨氏模量的理论值有1.0TPa ， 其值远高于橡胶 。 石墨烯的强度是目前最好的钢铁的100多倍 。 钢铁侠的战衣看来也要更新换代了 ， 以后可能会出现“石墨烯侠”了 。
△图片来源：中国新闻网
这时科研工作者的脑海里盘旋着一个疑问：石墨烯对蚊子的防御是物理防御吗？类似于一层虽然很薄但是很坚硬的盾牌？
石墨烯是如何让蚊子变成嗅觉“瞎子”的？
在接近人类一至两米后 ， 蚊子主要是根据人类的汗臭选择吸血目标的 。 那么石墨烯防蚊衣到底具不具备“拒蚊于千里之外”的功能呢？
为了验证自己的猜想 ， 研究人员以及志愿者为此做出了大胆的尝试和肉体上的牺牲 ， 并把文章发布在了PNAS上 。
△图片来源：参考资料2
【石墨|如何让蚊子“看”不见你？穿上这件衣服就够了】看这题目 ， 没错！这不是广告 ， 而是一篇学术论文 。
布朗大学的研究人员招募了一批参与试验的志愿者 。 并在实验室中培养了一批不携带病菌的蚊子 。 为了科学 ， 这些志愿者要被蚊子咬几口 。 他们的手臂被放在一个充满蚊子的笼子里 ， 只有一小块皮肤可供蚊子叮咬 。
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