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日本研發物理驅蚊,一噴能讓蚊子數秒內飛不起來,新技術是怎么實現的?
2023-06-27

據媒體報道,日本花王公司和理化學研究所的新研究發現,利用表面張力較低的界面活性劑水溶液能阻礙蚊子正常飛行,使用表面張力更低的液體還能使蚊子窒息進而喪失行動能力,由此研發出無需殺蟲劑的物理驅蚊新技術。

蚊子是病毒傳播殺手

圖庫版權圖片,不授權轉載,請聯系原作者

蚊子已經在地球上存在至少上億年,單純就體型而言并不可怕,可怕的是其為重要病毒傳播媒介。在從不同生物之間吸食血液的過程中,雌蚊能傳播一些極其有害的疾病,如:瘧疾、黃熱病、基孔肯雅熱、西尼羅河熱、登革熱、絲蟲病、日本腦炎、寨卡病和其他病毒等。

比爾·蓋茨曾表示:若以“每年殺死多少人”為標準來衡量,那么全世界最危險的動物非蚊子莫屬。

據估計,在世界范圍內,蚊子傳播的瘧疾、登革熱等疾病,每年會造成 70 萬人死亡。光算瘧疾的話,2018 年就造成了 2.8 億人感染,其中 41 萬人死亡。

可見,防控蚊子還真的很有必要。

常見驅蚊殺蚊產品含有微毒成分

圖庫版權圖片,不授權轉載,請聯系原作者

為了防止蚊子叮咬,商家研發了各種驅蚊殺蚊產品,從最開始需要點燃的蚊香盤,到電熱蚊香片、電熱蚊香液,再到后來可穿戴式驅蚊手環等。同時,使用花露水提神、驅蚊的人也越來越多。

而這些五花八門的產品,其主要驅蚊的有效物質為避蚊胺(DEET)和驅蚊酯。避蚊胺可以在皮膚周圍揮發,其通過形成汽狀屏障,來干擾蚊蟲等觸角的化學感應器,使蚊蟲不能對人體表面揮發物做出感應,從而達到使人避開蚊蟲等叮咬的目的。驅蚊酯的毒性比避蚊胺更低。

避蚊胺具有微毒,其副作用是通過皮膚吸收進入血液產生的,對眼睛有刺激性。不過,對成年人而言,只要不誤食其在使用過程并無大礙。

界面活性劑的滅蚊原理是什么

科研人員在追求安全高效滅蚊的道路上,依舊沒有放棄探索。

據日本公司介紹,通過噴灑含有水和界面活性劑的液體,蚊子的飛行能力會在幾秒鐘內受到嚴重阻礙。實驗發現,噴灑含有界面活性劑的液體可以使蚊子的羽毛無法正常運行,從而使其迅速墜落。相對地噴灑純水并無法影響蚊子的飛行。

其中提到的界面活性劑,又稱表面活性劑,是指加入少量能使其溶液體系的界面狀態發生明顯變化的物質。

從構成來講,表面活性劑分子具有典型的兩端結構:一端是親水而憎油的基團,該基團易溶于水,被稱為親水基;另一端是親油而憎水的基團,該基團不溶于水而溶于油,被稱為憎水基。兩類結構與性能截然相反的分子碎片或基團分處于同一分子的兩端并以化學鍵相連接,形成了一種不對稱的、極性的結構,因而賦予了該類特殊分子既親水、又親油,但又不是整體親水或親油的特性。

如果用常用符號長方形加一個圓圈表示表面活性劑分子,如圖所示。其中長方形代表親油基,而圓圈代表親水基。

當表面活性劑溶于水時,在水面上,表面活性劑分子的親水基在水側,而憎水基則被排斥在水的外面,形成定向排列的表面活性劑分子。這種表面活性劑分子的定向排列,削弱了表面水分子之間的引力,可以強烈降低水的表面張力,從而增加水對蚊子翅膀及體表的潤濕滲透,影響振翅,使其難以維持正常飛行姿態。

與此同時,蚊子等昆蟲的體表存在極小的孔洞,用以攝入空氣中的氧氣,被稱作氣門。含有水和界面活性劑的液體可將氣門被堵死,令蚊子窒息而亡。

相較于傳統殺蟲劑的機制,這項物理新技術的優勢是不易讓蚊子出現抗性。

希望未來夏天,人們都能遠離蚊蟲的“騷擾”。

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