Kann Graphen bei der Bekämpfung von Mückenstichen helfen?
Mücken können erhebliches menschliches Leid verursachen. Daher suchen Forscher nach innovativen Wegen, um die Ausbreitung von Krankheiten zu verhindern. Ein kürzlich veröffentlichtes Papier hat Graphen untersucht.
Mückenstiche können jucken und unangenehm sein, aber das ist nur das dünne Ende ihres tödlichen Keils.
Mücken können Dengue-Fieber und Gelbfieber, die Zika- und West-Nil-Viren, Chikungunya und Malaria verbreiten.
Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) gehören Mücken zu den tödlichsten Tieren der Erde. Allein Malaria verursachte 2015 438.000 Todesfälle.
Obwohl bestimmte Produkte das Risiko eines Mückenstichs minimieren können, erklären die Autoren der jüngsten Studie, dass diese chemischen Wirkstoffe „Nebenwirkungen auf die Umwelt oder die menschliche Gesundheit haben können“.
Es ist daher von entscheidender Bedeutung, sicherere und effektivere Wege zu finden, um das Stechen von Mücken zu verhindern.
Graphen und Mücken
Graphen ist eine einzelne Schicht von Kohlenstoffatomen. Es verfügt über eine Reihe beeindruckender Eigenschaften, die es für viele Wissenschaftler interessant gemacht haben. Zum Beispiel ist es stärker als Stahl, leitet Wärme und Strom unglaublich effizient und ist mit bloßem Auge unsichtbar.
Ein kürzlich veröffentlichter Artikel in der Zeitschrift PNAS hat untersucht, ob Graphen im Krieg gegen Mücken helfen könnte.
Laut den Autoren untersuchen einige Wissenschaftler bereits Möglichkeiten, Graphen für eine „Vielzahl tragbarer Technologien zu verwenden, um fortschrittliche Funktionen bereitzustellen, einschließlich der Erfassung; Temperaturregelung; chemischer, mechanischer oder Strahlenschutz; oder Energiespeicher. "
Mücken können durch leichte Stoffkleidung beißen; Die Forscher fragten sich, ob eine Beschichtung aus Graphen dies verhindern könnte.
Zur Untersuchung steckten menschliche Teilnehmer ihren Arm in eine mit Mücken gefüllte Schachtel, in der nur ein kleiner Hautfleck freigelegt war. In einigen Studien ließen die Forscher die Haut unbedeckt, während sie in anderen die Haut mit einem Käsetuch bedeckten. Käsetuch ist ein dünnes, lockeres Gewebe.
In anderen Versuchen brachten sie Graphen direkt auf die Haut, die sie dann mit einem Käsetuch bedeckten.
Wenn die Haut unbedeckt blieb oder nur mit Käsetuch bedeckt war, bohrten sich die Mücken während der 5-minütigen Versuche zwischen fünf und 20 Mal. Als sie der Mischung jedoch Graphen hinzufügten, beißen die Mücken nicht.
Mehr als ein Schild
Obwohl das Graphen die Mücken mechanisch daran hinderte, in den Stoff einzudringen, bemerkten die Wissenschaftler beim Anschauen von Videomaterial der Versuche, dass etwas anderes vor sich ging.
Die Insekten landeten seltener auf dem Hautfleck, wenn es um Graphen ging, und wenn sie landeten, verbrachten sie weniger Zeit auf der Haut. Außerdem schienen die Insekten keinen Versuch zu unternehmen, den Teilnehmer zu beißen.
"Wir wollten uns vorstellen, dass ein Graphenfilm als mechanische Barriere fungieren würde, aber nachdem wir das Verhalten der Mücken beobachtet hatten, stellten wir den Verdacht fest, dass sie nicht am Beißen interessiert waren."
Studienautor Robert Hurt, Ph.D.
Es scheint, dass Graphen die Haut irgendwie verkleidet und die Kreaturen vielleicht buchstäblich vom Geruch abwirft.
Als das Team die Graphenschicht jedoch entweder mit Wasser oder mit menschlichem Schweiß befeuchtete, verhinderte dies nicht mehr, dass die Mücken den Hautfleck erkannten. Es bot immer noch Schutz vor Bissen, aber in einigen Versuchen konnten die Mücken die Barriere durchdringen - wenn auch seltener.
Bedeutende Hürden
Diese Ergebnisse sind vorläufig, und Wissenschaftler müssen noch viel mehr arbeiten, bevor Menschen Graphen zur Vorbeugung von Mückenstichen verwenden können.
Das kritischste Problem ist der hohe Preis für Graphen, der es für die breite Öffentlichkeit nicht erhältlich machen würde.
Wenn Forscher jedoch genau verstehen können, wie Graphen Mücken verwirrt, können sie möglicherweise eine kostengünstigere Methode entwickeln, die eine ähnliche Taktik verwendet.
Mücken finden ihre Wirte anhand einer Reihe von Hinweisen, darunter Geruchssinn, Wärmeerkennung und Sehvermögen. Die Forscher müssen die Schlüsselfaktoren eingrenzen.
Graphen ist selbst für kleine Moleküle undurchlässig, so dass es wahrscheinlich ist, dass diese Fähigkeit der Schlüssel ist. Vielleicht verhindert es, dass Mücken organische Verbindungen oder Bakterienprodukte nachweisen, die von den auf der Haut lebenden Mikroben ausgehen.
Ein weiteres Problem, mit dem sich die Wissenschaftler befassen müssen, ist, dass das Graphen im nassen Zustand weniger wirksam wurde. Jede Technologie, die auf diesen Erkenntnissen aufbaut, muss feuchtigkeitsbeständiger sein.
Dies war die erste Studie, in der die Fähigkeit von Graphen zum Schutz vor Mückenstichen untersucht wurde. Die Autoren schreiben: „Die Ergebnisse können die Entwicklung von Graphenschutztechnologien auf der Haut oder in intelligenten Stoffen leiten.“
