Nowa, wolna od insektycydów, odporna na komary odzież wykonana jest z materiałów, które naukowcy potwierdzili, że są odporne na ugryzienia w eksperymentach z żywymi komarami.
Naukowcy opracowali materiały, korzystając z opracowanego przez siebie modelu obliczeniowego, który opisuje zachowanie gryzienia Aedes aegypti, komar przenoszący wirusy wywołujące choroby u ludzi, takie jak Zika, gorączka denga i żółta febra.
Ostatecznie naukowcy poinformowali w czasopiśmie Owady że byli w stanie zapobiec 100% ukąszeniom, gdy ochotnik nosił ubranie – bieliznę podstawową i koszulę bojową pierwotnie zaprojektowaną dla wojska – w klatce z 200 żywymi, wolnymi od chorób komarami.
Naukowcy sądzą, że ich model obliczeniowy mógłby zostać szerzej wykorzystany do opracowania odzieży w celu ograniczenia przenoszenia chorób.
„Udowodniono, że tkanina działa — to wspaniała rzecz, którą odkryliśmy” — mówi współautor badania Andre West, profesor nadzwyczajny mody i projektowania tekstyliów na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej i dyrektor Zeis Textiles Extension for Economic Development. „Dla mnie to rewolucyjne. Odkryliśmy, że możemy uniemożliwić komarowi przebijanie się przez tkaninę, podczas gdy inne były wystarczająco grube, aby uniemożliwić mu dotarcie do skóry”.
Opracowanie modelu obliczeniowego do projektowania materiałów tekstylnych, które mogłyby zapobiegać A. aegypti bites, naukowcy zbadali wymiary głowy, anteny i ust A. aegyptii mechanika gryzienia. Następnie wykorzystali model do przewidzenia materiałów tekstylnych, które zapobiegałyby ugryzieniom, w zależności od ich grubości i wielkości porów. Naukowcy twierdzą, że wierzą, że materiały mogą być skuteczne przeciwko innym gatunkom komarów oprócz: A. aegypti z powodu podobieństw w biologii i zachowaniach związanych z gryzieniem.
„Istnieją różne zastosowania odzieży”, mówi pierwszy autor, Kun Luan, doktorant zajmujący się biomateriałami leśnymi. „Pomysł polega na tym, aby mieć model, który pokryje wszystkie możliwe ubrania, jakich kiedykolwiek zapragnie dana osoba”.
Aby przetestować dokładność swojego modelu, naukowcy przetestowali materiały przewiduje się, że będzie odporny na ugryzienia. W eksperymentach na żywych, wolnych od chorób komarach naukowcy otoczyli zbiornik krwi plastikowymi materiałami wykonanymi zgodnie z parametrami przewidzianymi przez model. Następnie policzyli, ile komarów napełniło się krwią.
Jeden materiał, który początkowo testowali, był bardzo cienki — o grubości poniżej jednego milimetra — ale miał bardzo mały rozmiar porów, aby uniemożliwić komarowi wtykanie części gębowych lub trąbek przez materiał. Inny materiał miał średni rozmiar porów, aby uniemożliwić komarowi wsunięcie głowy przez tkaninę wystarczająco daleko, aby dosięgnąć skóry; trzeci materiał miał większe pory, ale był wystarczająco gruby, aby pysk komara wciąż nie mógł dosięgnąć skóry.
W kolejnym teście naukowcy wybrali serię dzianin i tkanin, które spełniały parametry odporności na ugryzienia określone przez model, i potwierdzili, że pracowali w eksperymentach z wykorzystaniem zarówno zbiornika krwi, jak i ludzkich ochotników.
Naukowcy przetestowali liczbę ugryzień ochotników, którzy włożyli ramię pokryte ochronnym rękawem do klatki na komary. Naukowcy porównali również zdolność tkanin do zapobiegania ugryzieniom i odstraszania komarów z tkaninami poddanymi działaniu środka owadobójczego.
Na podstawie tego, czego nauczyli się we wczesnych eksperymentach, naukowcy opracowali odporną na ugryzienia, dopasowaną bieliznę wykonaną z cienkiego materiału, a także koszulę z długimi rękawami, która początkowo była przewidziana jako koszula bojowa dla wojska.
Kiedy ochotnik nosił ubranie, siedząc przez 10 minut i stojąc przez 10 minut w klatce z 200 głodnymi komarami, bojowa koszula była w 100% skuteczna w zapobieganiu ukąszeniom.
W pierwszej próbie testowania warstwy podstawowej ochotnik otrzymał ugryzienia w plecy i barki – siedem ugryzień na 200 komarów. Naukowcy przypisali ugryzienia rozciąganiu i deformacji tkaniny, więc podwoili warstwę materiału wokół ramion i ostatecznie byli w stanie zapobiec 100% ugryzieniom. Przetestowali również odzież pod kątem komfortu i aby zobaczyć, jak dobrze zatrzymuje ciepło i uwalnia wilgoć.
„Ostateczne ubrania, które zostały wyprodukowane, były w 100% odporne na ugryzienia”, mówi Michael Roe, profesor entomologii. „Odzież na co dzień, którą nosisz latem, nie jest odporna na ugryzienia przez komary.
„Nasza praca pokazała, że nie musi tak być. Ubrania, które nosisz na co dzień, mogą być odporne na gryzienie. Docelowo chodzi o to, aby mieć model, który obejmie wszystko, co możliwe odzież ta osoba kiedykolwiek by chciała – zarówno dla wojska, jak i do użytku prywatnego”.
Dodatkowi współautorzy pochodzą z Uniwersytetu Aachen w Niemczech i stanu NC.
National Science Foundation, Department of Deployed War Fighter Program, Natick Contracting Division w amerykańskim Departamencie Obrony, Chancellor's Innovation Fund w NC State, Southeast Center for Agricultural Health and Injury Prevention, PILOTS i NC Agriculture Research Experiment Stacja.
Vector Textiles, firma rozpoczynająca działalność w NC State, uzyskała licencję na powiązane prawa patentowe i zamierza produkować odzież do sprzedaży komercyjnej w Stanach Zjednoczonych.
Źródło: Państwo NC
O autorze
Książki o środowisku z listy bestsellerów Amazon
"Cicha wiosna"
autorstwa Rachel Carson
Ta klasyczna książka jest kamieniem milowym w historii ekologii, zwracającym uwagę na szkodliwe działanie pestycydów i ich wpływ na świat przyrody. Praca Carsona pomogła zainspirować nowoczesny ruch ekologiczny i pozostaje aktualna dzisiaj, gdy nadal zmagamy się z wyzwaniami zdrowia środowiskowego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
„Ziemia niezdatna do zamieszkania: życie po ociepleniu”
David Wallace-Wells
W tej książce David Wallace-Wells ostrzega przed niszczycielskimi skutkami zmian klimatu i pilną potrzebą rozwiązania tego globalnego kryzysu. Książka opiera się na badaniach naukowych i rzeczywistych przykładach, aby zapewnić otrzeźwiające spojrzenie na przyszłość, przed którą staniemy, jeśli nie podejmiemy działań.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
„Sekretne życie drzew: co czują, jak się komunikują? Odkrycia z sekretnego świata”
przez Petera Wohllebena
W tej książce Peter Wohlleben bada fascynujący świat drzew i ich rolę w ekosystemie. Książka opiera się na badaniach naukowych i własnych doświadczeniach Wohllebena jako leśnika, aby zaoferować wgląd w złożone sposoby, w jakie drzewa wchodzą w interakcje ze sobą i ze światem przyrody.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
„Nasz dom się pali: sceny z rodziny i planety w kryzysie”
autorstwa Grety Thunberg, Svante Thunberg i Maleny Ernman
W tej książce aktywistka klimatyczna Greta Thunberg i jej rodzina przedstawiają osobistą relację ze swojej podróży mającej na celu podniesienie świadomości na temat pilnej potrzeby zajęcia się zmianami klimatycznymi. Książka stanowi mocny i poruszający opis wyzwań, przed którymi stoimy, oraz potrzeby działania.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
„Szóste wymieranie: nienaturalna historia”
Elżbieta Kolbert
W tej książce Elizabeth Kolbert bada trwające masowe wymieranie gatunków spowodowane działalnością człowieka, opierając się na badaniach naukowych i przykładach z rzeczywistego świata, aby zapewnić trzeźwe spojrzenie na wpływ działalności człowieka na świat przyrody. Książka zawiera przekonujące wezwanie do działania na rzecz ochrony różnorodności życia na Ziemi.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
alTen artykuł pierwotnie ukazał się w Futurity
