هل يمكن أن تساعد الملابس المبطنة بالجرافين في منع لسعات البعوض؟

أظهرت دراسة جديدة أن صفائح الجرافين يمكن أن تمنع الإشارات التي يستخدمها البعوض لتحديد وجبة الدم ، مما قد يتيح نهجًا جديدًا خاليًا من المواد الكيميائية لمنع عضة البعوض.

تلقى الجرافين النانوي اهتماما كبيرا لاستخداماته المحتملة في كل شيء من الخلايا الشمسية إلى مضارب التنس. لكن دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة براون وجدت استخدامًا جديدًا مدهشًا للمادة: منع لدغات البعوض.

في ورقة بحثية نُشرت في Proceedings of the National Academy of Sciences ، أظهر الباحثون أن الجرافين متعدد الطبقات يمكن أن يوفر دفاعًا مزدوجًا ضد لدغات البعوض. تعمل المادة فائقة النحافة والقوية كحاجز لا يستطيع البعوض أن يعض من خلاله. في الوقت نفسه ، أظهرت التجارب أن الجرافين يمنع أيضًا الإشارات الكيميائية التي يستخدمها البعوض للإحساس بأن وجبة الدم قريبة ، مما يقلل من رغبته في العض في المقام الأول. يقول الباحثون إن النتائج تشير إلى أن الملابس التي تحتوي على بطانة من الجرافين يمكن أن تكون حاجزًا فعالًا للبعوض.

وقال روبرت هورت ، الأستاذ بكلية براون للهندسة والمؤلف الكبير للصحيفة “البعوض عوامل مهمة للأمراض في جميع أنحاء العالم ، وهناك اهتمام كبير بحماية لدغات البعوض غير الكيميائية”. “كنا نعمل على الأقمشة التي تدمج الجرافين كحاجز ضد المواد الكيميائية السامة ، وبدأنا نفكر في ما قد يكون هذا النهج مفيدًا أيضًا. كنا نظن أن الجرافين يمكن أن يوفر حماية لدغة البعوض أيضًا”.

لمعرفة ما إذا كانت ستنجح ، قام الباحثون بتجنيد بعض المشاركين الشجعان الراغبين في الحصول على بعض لسعات البعوض باسم العلم. وضع المشاركون أذرعهم في حاوية مليئة بالبعوض بحيث لم يكن هناك سوى قطعة صغيرة من جلدهم متاحة للبعوض للعض. تم تربية البعوض في المختبر حتى يتم التأكد من خلوه من الأمراض.

وقارن الباحثون عدد اللدغات التي تلقاها المشاركون على جلدهم العاري ، وعلى الجلد المغطى بقطعة القماش القطني ، وعلى الجلد المغطى بغشاء أكسيد الجرافين (GO) المغطى بقطعة القماش القطني. GO هو مشتق من الجرافين يمكن تحويله إلى أفلام كبيرة بما يكفي لتطبيقات النطاق الكبير.

ووجد الباحثون أنه من الواضح أن الجرافين كان رادعة لدغة. عندما كان الجلد مغطى بأفلام GO الجافة ، لم يحصل المشاركون على لدغة واحدة ، في حين تم تجهيز الجلد المغطى بالقطعة القماشية واللبن بسهولة. وقال الباحثون إن ما يثير الدهشة هو أن البعوض غير سلوكه تمامًا في وجود الذراع المغطاة بالجرافين.

وقالت سينتيا كاستيلو ، دكتوراه: “مع الجرافين ، لم يكن البعوض يسقط حتى على رقعة الجلد – لم يبدوا أنهم يهتمون”. طالب في براون والمؤلف الرئيسي للدراسة. “لقد افترضنا أن الجرافين سيكون حاجزًا ماديًا للعض من خلال مقاومة الثقب ، ولكن عندما رأينا هذه التجارب بدأنا نعتقد أنه كان أيضًا حاجزًا كيميائيًا يمنع البعوض من الشعور بوجود شخص ما.”

لتأكيد فكرة الحاجز الكيميائي ، قام الباحثون بإلقاء بعض العرق البشري على الجزء الخارجي من حاجز الجرافين. مع وجود المواد الكيميائية على الجانب الآخر من الجرافين ، توافد البعوض على الرقعة بنفس الطريقة التي توافدوا بها على الجلد العاري.

أظهرت تجارب أخرى أن GO يمكن أن يوفر أيضًا مقاومة للثقب – ولكن ليس طوال الوقت. باستخدام إبرة صغيرة كحامل لخروب البعوض ، وكذلك محاكاة الكمبيوتر لعملية اللدغة ، أظهر الباحثون أن البعوض ببساطة لا يمكنه توليد قوة كافية لثقب GO. ولكن هذا لا ينطبق إلا عندما يجف GO. وجدت عمليات المحاكاة أن GO سيكون عرضة للثقب عندما يتم تشبعه بالماء. وبالتأكيد ، أظهرت التجارب أن البعوض يمكن أن يعض من خلال GO الرطب. ومع ذلك ، تبين أن شكلًا آخر من GO مع انخفاض محتوى الأكسجين (يسمى rGO) يوفر حاجز لدغة عندما يكون رطبًا وجافًا.

يقول هورت: «ستكون الخطوة التالية للبحث هي إيجاد طريقة لتحقيق الاستقرار في GO بحيث تكون أصعب عندما تكون رطبة. ذلك لأن GO لديها ميزة واضحة على rGO عندما يتعلق الأمر بالتكنولوجيا القابلة للارتداء.

قال هورت: “إن GO هو تنفس ، مما يعني أنه يمكنك التعرق من خلاله ، بينما rGO ليس كذلك”. “لذا فإن التجسيد المفضل لدينا لهذه التكنولوجيا هو إيجاد طريقة لتحقيق الاستقرار GO ميكانيكيًا بحيث تظل قوية عندما تكون رطبة. ستمنحنا الخطوة التالية الفوائد الكاملة من التهوية وحماية العض.”

يقول الباحثون أن الدراسة تشير إلى أنه يمكن استخدام بطانات الجرافين المهندسة بشكل صحيح لصنع ملابس واقية من البعوض.

وكان من بين المؤلفين المشاركين الآخرين في الدراسة دونغ لي وموتشون ليو ويوي ليو وهواجيان جاو. تم تمويل الدراسة من قبل مؤسسة العلوم الوطنية (CMMI-1634492)

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *