Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Tkaniny z grafenem mogą spowodować, że ludzie staną się dla komarów 'niewidzialni'

Recommended Posts

Słyszeliśmy już o różnych zastosowaniach grafenu, jednak pomysł naukowców z Brown University jest z pewnością nietypowy: Amerykanie stwierdzili, że można go z powodzeniem wykorzystać do ochrony przed ugryzieniami komarów.

Na łamach PNAS ukazał się artykuł, którego autorzy przekonują, że grafenowa ochrona działa na 2 sposoby. Po pierwsze, komar nie jest w stanie przebić się przez wielowarstwowy grafen. Po drugie, eksperymenty wykazały, że blokuje on sygnały chemiczne, których komary używają do wyczuwania posiłku. Wyniki sugerują więc, że wyściółka z grafenu w ubraniu mogłaby stanowić skuteczną barierę antykomarową.

Komary są ważnymi wektorami chorób, stąd spore zainteresowanie niechemicznymi metodami ochrony przed ugryzieniami. Pracowaliśmy nad tkaninami z grafenem spełniającym rolę bariery dla toksycznych związków i zaczęliśmy się zastanawiać, gdzie jeszcze takie podejście mogłoby się sprawdzić. Stwierdziliśmy, że mogłaby to być ochrona przed ugryzieniami komarów - wyjaśnia prof. Robert Hurt.

By sprawdzić, czy tak rzeczywiście jest, Hurt zebrał grupę ochotników, którzy wkładali rękę do pojemnika z komarami (komary miały dostęp do małego skrawka skóry; hodowano je w laboratorium, było więc wiadomo, że nie przenoszą żadnych chorób).

Naukowcy porównywali liczbę ugryzień na nagiej skórze, skórze okrytej etaminą (bawełnianą tkaniną o splocie płóciennym) i skórze przykrytej etaminą powleczoną filmem z tlenku grafenu (GO).

Szybko się okazało, że grafen działa odstraszająco; gdy skóra była przykryta etaminą pokrytą filmem z GO, nie było żadnych ugryzień, podczas gdy na nagiej skórze i skórze przykrytej czystą etaminą komary zaczynały żerować bardzo szybko.

Co ciekawe, w obecności ręki przykrytej materiałem z grafenem komary zupełnie zmieniały swoje zachowanie. W obecności grafenu komary nawet nie lądowały na skrawku skóry - po prostu się nim nie przejmowały. Założyliśmy, że przez odporność na przebicie grafen będzie barierą fizyczną dla ugryzień, ale kiedy przyglądaliśmy się przebiegowi eksperymentów, zaczęliśmy uważać, że stanowi on także barierę chemiczną, która nie pozwala komarom wyczuć, że ktoś jest w pobliżu - opowiada doktorantka Cintia Castilho.

Chcąc potwierdzić pomysł dot. bariery chemicznej, naukowcy nanieśli odrobinę ludzkiego potu na barierę grafenową. Z sygnałami chemicznymi po zewnętrznej stronie plastra komary gromadziły się podobnie jak na nagiej skórze.

GO zapewnia odporność na przebicie, ale nie we wszystkich przypadkach. Gdy naukowcy naśladowali kłujkę komarów za pomocą drobnej igły albo analizowali proces gryzienia w ramach symulacji komputerowej, okazało się, że komary nie są w stanie wygenerować odpowiedniej siły, by przebić GO, tylko wtedy, gdy tlenek grafenu jest suchy. Symulacje pokazały wyraźnie, że po wysyceniu wodą GO staje się podatny na przebicie. Eksperymenty również potwierdziły, że komary mogą się przebić przez mokry GO.

Stwierdzono za to, że zredukowany tlenek grafenu (rGO) stanowi barierę przed ugryzieniami zarówno w formie suchej, jak i mokrej.

Jak tłumaczy w przesłanym mailu Hurt, eksperymenty były prowadzone w dwojakiego rodzaju warunkach: suchych i mokrych. Przy suchych (z suchym filmem i człowiekiem nieangażującym się w czynność związaną z obfitym poceniem) film zapewniał ochronę przed komarami. To zaś sugeruje, że w normalnym stanie ludzka skóra, która poci się tylko trochę, nie będzie wpływać negatywnie na ochronne właściwości filmu.

Mokre warunki generowano, wprowadzając na film większą ilość wody. W takiej sytuacji GO, który stawał się hydrożelem, nie spełniał swojej funkcji, a rGO tak.

Na razie naukowcy nie wiedzą, czy silne pocenie wprowadzi GO w stan mokry, ale najprawdopodobniej tak. Wiele wskazuje więc na to, że zarówno woda pochodzenia zewnętrznego (deszczówka albo np. woda ze strumienia, w którym użytkownik brodzi), jak i obfite pocenie stworzą warunki mokre, w których GO nie spełnia funkcji ochronnych, a rGO tak.

Kolejnym etapem badań ma być znalezienie sposobu na stabilizowanie GO, tak by był twardszy po zmoczeniu. Naukowcom zależy na tym, bo GO nadaje się do ubieralnych technologii lepiej niż rGO. GO "oddycha", [...] a rGO nie. Najlepszym sposobem na wdrożenie tej technologii byłoby więc znalezienie sposobu na mechaniczne ustabilizowanie GO, tak by pozostawał twardy po zmoczeniu.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przemysław Gaweł i jego koledzy z Uniwersytetu w Oksfordzie zsyntetyzowali pierwszą molekułę w kształcie pierścienia, zbudowaną z czystego węgla. Uczeni rozpoczęli od trójkątnej molekuły złożonej z węgla i tlenu, a następnie – manipulując nią za pomocą prądu elektrycznego – stworzyli 18-atomowy węglowy pierścień. Wstępne badania cyklokarbonu, bo taką nazwę zyskała molekuła, wykazały, że jest ona półprzewodnikiem, co daje nadzieję na wykorzystanie jej i jej podobnych molekuł do budowy podzespołów elektronicznych.
      To absolutnie niesamowite osiągnięcie. Wielu naukowców, w tym i ja, próbowało stworzyć cyklokarbon i zbadać jego strukturę molekularną, ale na próżno, mówi Yoshito Tobe, chemik z Uniwersytetu w Osace.
      Czysty węgiel występują w wielu różnych postaciach. Znajdziemy go w diamencie czy graficie. W diamencie każdy atom węgla łączy się z czterema innymi tworząc piramidę. Z kolei w grafenie tworzy heksagonalne wzorce łącząc się z trzema sąsiadami.
      Jednak, jak przewidywało wielu teoretyków, w tym noblista Roald Hoffman, węgiel mógłby łączyć się jedynie z dwoma sąsiadującymi atomami, albo tworząc z każdym z nich podwójne wiązanie z każdej strony lub też potrójne z jednej i pojedyncze z drugiej. Wiele zespołów naukowych próbowało utworzyć łańcuchy lub pierścienie zbudowane według takiego schematu.
      Uzyskanie takiej struktury jest jednak niezwykle trudne, gdyż jest ona bardzo reaktywna, a co za tym idzie, niestabilna. Szczególnie, gdy zostaje zagięta. Ustabilizowanie wymagało zwykle dodania innych atomów, niż węgiel. Pojawiły się też doniesienia o uzyskaniu cyklokarbonu w chmurze gazu, jednak nie przedstawiono jednoznacznych dowodów potwierdzających takie twierdzenia.
      Naukowcy z Oksfordu najpierw za pomocą standardowych metod uzyskani kwadraty z czterech atomów węgla wychodzące z pierścienia, do którego były przyłączone za pomocą atomów tlenu. Następnie próbki zostały wysłane do laboratoriów IBM-a w Zurichu. Tam umieszczono je na podłożu z chlorku sodu znajdującego się w komorze próżniowej. Następnie za pomocą prądu manipulowano każdym kwadratem z osobna, by usunąć elementy zawierające tlen. Po wielu próbach i błędach mikroskop wykazał, że w końcu uzyskano 18-atomowy pierścień z czystego węgla.
      Dalsze badania ujawniły, że pierścień ma naprzemienną strukturę potrójnych i pojedynczych wiązań. To właśnie taka struktura nadała całości właściwości półprzewodnika. To zaś sugeruje, że jeśli uda się uzyskać podobnie zbudowane łańcuchy, to i one będą półprzewodnikami, co daje nadzieję na wykorzystanie ich do budowy molekularnej wielkości podzespołów elektronicznych.
      Na razie prowadzimy badania podstawowe, mówi Gaweł. Obecnie naukowcy chcą zbadać właściwości cyklokarbonu oraz znaleźć bardziej wydajne metody jego pozyskiwania. Wciąż nie wiadomo, czy cyklokarbon pozostanie stabilny po jego zdjęciu z podłoża oraz czy uda się go tworzyć szybciej niż molekuła po molekule.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Z komarami można walczyć na różne sposoby. Firma BatBnB proponuje, by jednak nie sięgać po insektycydy i zamiast tego korzystać z pomocy naturalnych komarzych wrogów - nietoperzy, które w ciągu godziny potrafią schwytać do tysiąca owadów wielkości komara. Christopher Rannefors i Harrison Broadhurst zachęcają, by w pobliżu ludzkich siedzib wieszać specjalnie zaprojektowane domki dla nietoperzy.
      Architekt Broadhurst zadbał, by znajdowało się w nich bezpieczne lądowisko. Zarówno na nim, jak i na wewnętrznych powierzchniach występują rowki, które pozwalają na pewny uchwyt. Projektant pamiętał też, oczywiście, o właściwej wentylacji. Ssaki mogą wybierać, czy chcą wypoczywać w chłodniejszej, czy cieplejszej przestrzeni (po bokach domku w różnych odstępach są rozmieszczone "wywietrzniki").
      Domki są dostępne w 6 wzorach (Meramec, Seneca, Carlsbad, Sonora, Cascade i Arroyo) i różnych rozmiarach, w tym w mamucim, jest więc z czego wybierać. Chętni mogą się zdecydować na zakup modeli 2-komorowych (Two Pack i Triple Crown). Ceny wahają się od 95 do 575 dolarów.
      Obaj założyciele BatBnB stykali się w dzieciństwie z nietoperzami. Rannefors dorastał w Massachusetts, budując z ojcem domki dla nietoperzy. Matka Broadhursta była zaś nauczycielką biologii.
      W świadomości społecznej funkcjonują różne mity i nieporozumienia dotyczące nietoperzy, by więc zachęcić ludzi do zakładania domków, najpierw trzeba je jakoś przezwyciężyć. Nietoperze są zdecydowanie niezrozumiane i niedoceniane [...]. Próbujemy więc przeprowadzić rebranding, tak by ludzie zaczęli je szanować - opowiada Rannefors.
      Amerykanie uważają, że zaprojektowanie dla nietoperzy ładnych, estetycznych domków może się przyczynić do efektu halo (aureoli). Domki dostępne dotąd na rynku były ohydne i niedopasowane do potrzeb tych zwierząt.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niedawno miała miejsce światowa premiera filmu "Avengers: Koniec gry". Doniesienia izraelskich psychologów, którzy stwierdzili, że oglądanie krótkich urywków ze Spidermanem i Ant-manem zmniejsza, odpowiednio, arachno- i mirmekofobię, są więc jak najbardziej na czasie.
      W terapii zaburzeń lękowych stosuje się ekspozycję. Pacjenta wystawia się na oddziaływanie sytuacji bądź przedmiotów, które wzbudzają w nim lęk. Lęk się stopniowo zmniejsza (następuje odwrażliwienie, czyli desensytyzacja). Jak podkreśla zespół z Uniwersytetu w Ari'elu i Uniwersytetu Bar-Ilana, dotąd nikt nie oceniał skuteczności pozytywnej ekspozycji w kontekście fantastyki, np. w postaci filmów fantastycznonaukowych powstających na podstawie komiksów wydawnictwa Marvel Comics.
      Prof. Menachem Ben-Ezr i dr Yaakov Hoffman pokazywali 424 osobom fragmenty filmów ze Spidermanem i Człowiekiem-Mrówką, by sprawdzić, czy symptomy ich fobii się zmniejszą.
      Okazało się, że obejrzenie 7-sekundowego fragmentu z filmu "Spiderman 2" zmniejszało nasilenie symptomów fobii aż o 20%, w porównaniu do punktacji osiąganej przed obejrzeniem urywku. Podobne wyniki osiągnięto w przypadku Ant-mana i mirmekofobii.
      Gdy jednak przed i po oglądaniu sceny otwierającej Marvela lub po zapoznaniu się z 7-s naturalną sceną badanych pytano o ogólną fobię dot. owadów, nie zaobserwowano znaczącego zmniejszenia objawów. Jak widać, to nie spokój (naturalna scena) czy radość związana z oglądaniem filmu o superbohaterach odpowiadały za pożądany efekt. Chodziło raczej o ekspozycję na mrówki i pająki w kontekście filmów fantasy.
      Ben-Ezr i Hoffman podkreślają, że interwencja bazująca na filmach może destygmatyzować terapię, zwłaszcza w opornych przypadkach, i zachęcać do pracy w domu, która często jest integralną częścią terapii poznawczo-behawioralnej.
      Izraelczycy zastanawiają się na metodami maksymalizacji efektów i nad wyzwaniami związanymi z zastosowaniem podobnych interwencji w odniesieniu do innych fobii.
      Ben-Ezr i Hoffman, którzy obaj są fanami superbohaterów Marvela, dodają, że takie filmy przynoszą wiele korzyści psychologicznych, np. pomagają ludziom poczuć się lepiej ze sobą.
      W kolejnym etapie badań naukowcy chcą ocenić skuteczność oglądania urywków filmów o superbohaterach w odniesieniu do zespołu stresu pourazowego (PTSD).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ostatnie badania, których wyniki ukazały się w piśmie Acta Tropica, pokazują, że ugryzieniom komarów można zapobiec, odtwarzając dubstep, a konkretnie utwory Skrilleksa.
      Dźwięk jest kluczowy dla rozmnażania, przeżycia i utrzymania populacji wielu zwierząt. Mając to na uwadze, naukowcy wystawili dorosłe osobniki Aedes aegypti na oddziaływanie muzyki elektronicznej. W ten sposób oceniano, czy może ona spełniać funkcję repelenta. Ma to spore znaczenie, zważywszy, że A. aegypti przenoszą m.in. wirusy dengi czy zarodźce malarii.
      Naukowcy wybrali piosenkę Scary Monsters And Nice Sprites, ponieważ stanowi ona mieszaninę bardzo wysokich i bardzo niskich częstotliwości.
      U owadów wibracje o niskiej częstotliwości ułatwiają interakcje seksualne, zaś hałas zaburza percepcję sygnałów od przedstawicieli tego samego gatunku oraz żywicieli - wyjaśniają naukowcy.
      Wyniki uzyskane podczas eksperymentów okazały się zachęcające. Samice były "zainteresowane" utworem i atakowały żywicieli później i rzadziej niż komarzyce ze środowiska kontrolnego (bez dźwięków dubstepu). Wg biologów, częstotliwość żerowania na krwi była podczas odtwarzania muzyki niższa. Oprócz tego komary wystawiane na oddziaływanie muzyki Skrilleksa o wiele rzadziej kopulowały.
      Spostrzeżenie, że taka muzyka może odroczyć atak na żywiciela, ograniczyć żerowanie na krwi i zaburzyć spółkowanie, wskazuje na potencjał osobistej ochrony muzycznej i kontrolowania w ten sposób chorób roznoszonych przez komary Aedes.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Z myślą o ludziach, którzy nie mają dostępu do czystej wody pitnej, inżynierowie z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis stworzyli membranę, która oczyszcza wodę i zapobiega porastaniu bakteriami i innymi szkodliwymi organizmami (ang. biofouling). W błonie wykorzystano tlenek grafenu i bakteryjną nanocelulozę.
      Jeśli technologię opisaną na łamach pisma Environmental Science & Technology uda się przeskalować, znajdzie ona zastosowanie w wielu krajach rozwijających się, które zmagają się z niedoborem czystej wody.
      Biofouling jest zjawiskiem, które trudno całkowicie wyeliminować. Prof. Srikanth Singamaneni i Young-Shin Jun pracowali nad tym niemal 5 lat. Wcześniej uzyskali inne błony zawierające złote nanogwiazdy, ale zależało im na stworzeniu wersji bazującej na tańszych materiałach.
      Produkcja nowej membrany zaczyna się od "dokarmiania" bakterii Gluconacetobacter hansenii cukrową substancją. Dzięki temu, przebywając w wodzie, mogą one potem tworzyć nanowłókna celulozy. Podczas wzrostu nanocelulozy dodawane są płatki tlenku grafenu (GO). Gdy GO jest już wbudowany, kompozyt poddaje się działaniu roztworu zasady, który zabija bakterie. Podczas tego procesu grupy tlenowe GO są eliminowane i powstaje zredukowany GO.
      Gdy zespół oświetlił membranę promieniami słonecznymi, płatki zredukowanego GO natychmiast wytworzyły ciepło, które rozproszyło się po wodzie i nanocelulozie.
      Jeśli chcesz oczyścić wodę z mikroorganizmów, zredukowany tlenek grafenu może pochłaniać światło słoneczne, podgrzewać błonę i zabijać bakterie - wyjaśnia Singamaneni.
      Podczas testów Amerykanie wystawili błonę na działanie pałeczek okrężnicy (Escherichia coli), a później oświetlili jej powierzchnię. Po zaledwie 3-min naświetlaniu, E. coli zginęły. Akademicy ustalili, że błona szybko podgrzewała się do temperatury ponad 70°C.
      Gdy eksperyment powtórzono z membraną z bakteryjnej nanocelulozy bez zredukowanego GO, E. coli pozostawały żywe.
      To przypomina drukowanie 3D z pomocą mikroorganizmów. Podczas wzrostu bakteryjnej nanocelulozy można dodawać, co się chce. Przyglądaliśmy się takim membranom w różnych warunkach pH i pozostawały one bardziej stabilne niż błony uzyskane na drodze filtracji próżniowej czy powlekania obrotowego tlenkiem grafenu - opowiada Jun.
      Singamaneni i Jun proponują, by w przyszłości zaprezentowane przez nich filtry były wyposażane w nanogeneratory, które będą wykorzystywać energię mechaniczną przepływu cieczy do uzyskiwania światła i ciepła. Wg nich, mogłoby to obniżyć ogólne koszty.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...