什么黑科技衣服，竟然能防蚊？

夏天已经过去了一大半了，气温也慢慢的降了下来，但蚊子依然活跃在我们周围，一不小心被蚊子咬上一口，就会使我们的皮肤瘙痒红肿，而且蚊子还会传播非常多的疾病，其中最著名的疾病是疟疾。

近日，美国的科学家利用设计的计算模型，发明出了一种可以不使用杀虫剂的新型防蚊织物，并且舒适、外观和感觉为普通服装。结果表明，面对200只活埃及伊蚊，这种织物能够提供100%的防叮咬保护。由于蚊子的叮咬过程都非常相似，所以科学家认为这种材料对于其他种类的蚊子也有效果。

根据世界卫生组织，氯菊酯处理的蚊帐在减少非洲疟疾方面发挥了至关重要的作用，但杀虫剂的广泛使用也引起了抗杀虫剂蚊子的产生。由于使用杀虫剂对健康存在潜在风险，如今人们可以选择避免接触杀虫剂。

织物本质上是产生防虫物理屏障的有利结构。纺织品具有三维结构，由交织或互相啮合的纤维和纱线以有组织的图案组装而成，织物上的小孔是蚊子吸血的途径。故研究目的在于开发一个数学模型来预测纺织品上的血液供给，可用来开发一种实用的、不杀虫的、抗咬的服装。

成年雌性黄热病蚊子埃及伊蚊(双翅目:库蠓科)是导致全球动物和人类疾病的病原体的主要载体，并被用作随后研究的模型昆虫。为了测试模型的准确性，使用模型预测参数制作的测试材料包住一个血液储存器，并统计有多少未携带疾病病毒的活埃及伊蚊可穿透屏障织物，吸到血。

图片来源：Luan, K., et, al. (2021). Mosquito-Textile Physics: A Mathematical Roadmap to Insecticide-Free, Bite-Proof Clothing for Everyday Life. Insects, 12(7), 636.

如上图所示：A埃及伊蚊以人类皮肤下的血液为食的成年雌性；B针织结构的扫描电镜图像；C针织结构中长丝形成的孔的例子；D织物的热湿管理；E提出三种抗蚊虫叮咬的情况；F防咬服装设计的研究步骤。

图片来源：Luan, K., et, al. (2021). Mosquito-Textile Physics: A Mathematical Roadmap to Insecticide-Free, Bite-Proof Clothing for Everyday Life. Insects, 12(7), 636.

根据对蚊虫的解剖，预测蚊虫叮咬的三种情况：情况1：孔径小于口器直径；情况2：孔径大于口器直径，但小于头部直径；情况3：孔径大于头直径，但小于头直径和口器长度之和。孔径和织物厚度是蚊子口器穿透皮肤的关键限制因素，也影响织物的热生理舒适，增大孔径可以提高织物的透气性和舒适度，但也会增加皮肤气味的传播，增加蚊子的叮咬次数。含有小孔的织物对蚊子的吸引力较小，也更抗咬，但由于空气流通减少，舒适度也降低了。增加织物厚度可以提高抗咬性，但增加了隔热层，从而降低了舒适度。所以研究人员开发了一个预测织物抗咬性的模型，该模型将织物的厚度和孔径与蚊子的头部、触角和口器的形态特征以及蚊子通过织物寻找和叮咬的机制联系起来。

人体活体测试是对织物抗咬性的更严格测试，因为皮肤会散发挥发性引诱剂，测试对于了解纺织品是否能防止蚊虫叮咬至关重要。并且穿上这种衣服是要活动的，在活动的时候由于姿势的改变，会导致纺织品拉伸而改变，这是会影响抗咬性的，所以科学家在挑选材料的同时还要同时兼顾到材料的机械抗咬性能和舒适性，故选择三种材料作为实验对象，设计出了整体服装在装有蚊子的笼子中行走的试验。

图片来源：Luan, K., et, al. (2021). Mosquito-Textile Physics: A Mathematical Roadmap to Insecticide-Free, Bite-Proof Clothing for Everyday Life. Insects, 12(7), 636.

“安全”指的是一种织物，根据抗咬模型的预测，这种织物具有100%的抗咬性，而“不安全”指的是这种织物预计至少会被蚊子叮咬一次。生物测定结果是实际测量的咬阻力。“通过”表示该织物在体外或体内生物测定中至少有95%的抗咬性。“失败”表示该织物的防咬能力低于95%。根据这些试验的数据，研究人员制作出了一款轻薄内衣以及一种长袖衬衫。让实验人员穿上这两种衣服进入存在许多蚊子的房间，一段时间后记录被叮咬的次数。实验结果表明长袖衬衫能100%有效地防止叮咬。但穿着薄内衣时，实验人员的背部和肩部的被叮咬了7次。他们认为这是由于织物的拉伸和变形，因此将肩部周围的材料层加倍，最终设计出了同样100%有效防叮咬的薄内衣。

研究者还将自己发明的不含杀虫剂的衣服与市面上所售的含有杀虫剂的衣服做了试验进行对比，虽说在蚊子笼实验中，不含有杀虫剂时蚊子在衣服上降落的次数比较多，这是因为蚊子需要找一个可以将口器刺入皮肤的地方，但最终没有被叮咬，反而证明了这种衣服的透气性非常的优秀，对比市面上所售的衣服，仍然会发生数量较少的叮咬。故可得出结论，孔径较小且不含杀虫剂的织物对蚊虫叮咬的抗性较高。

研究者非常希望这种衣服尽快能够得到推广，毕竟在每一个夏天的夜晚，坐在河边乘凉时，身上总是会有许多被蚊子叮咬后的红肿，并且让人一直想去挠，那种感觉真的是太难受了。

参考文献：

[1] Luan, K., et, al. (2021). Mosquito-Textile Physics: A Mathematical Roadmap to Insecticide-Free, Bite-Proof Clothing for Everyday Life. Insects, 12(7), 636.

[2] Greppi, C.; Laursen, W.J.; Budelli, G.; Chang, E.C.; Daniels, A.M.; van Giesen, L.; Smidler, A.L.; Catteruccia, F.; Garrity , P .A.Mosquito heat seeking is driven by an ancestral cooling receptor. Science 2020, 367, 681–684. [CrossRef]