科学家从河马汗液上得到灵感,发现让蚊子“滑倒”才是防蚊好途径_蚊子_皮肤_河马

虽然现在是冬天,但相信很多朋友仍然记得夏天时候终日在身边“嗡嗡嗡”发出烦人声音的蚊子。最可恶的是自己经常成为蚊子的攻击对象,穿个短裤短袖出门,却经常带个“红豆冰”回家。

蚊子虽小,但带来的影响可真不小。据研究,蚊子传播的疾病达80多种,其中疟疾,流行性乙型脑炎等疾病更是曾经让多个国家人心惶惶。

在一般的观念里,我们认为蚊子是由于人体呼吸产生的二氧化碳作为媒介搜索目标。当然这是其中一个因素,事实上,蚊子还会“挑肥拣瘦”,专门寻找合乎“口味”的对象。

因为人体的温度、湿度和汗液内所含有的化学成分都是蚊子感应的因素,因此体温高、爱出汗的人身上分泌出的气味中含有较多的氨基酸、乳酸和氨类化合物,更容易引诱蚊子。

通常防蚊就那几招,一种是挂个可以驱蚊的小物品在身上,另外一种就是点蚊香还有喷驱蚊液,但很多时候效果一般,时间过去了依旧会成为蚊子的目标。

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只不过最近日本的花王就通过另类的一种方式试图解决这个困扰了人类多年的烦恼。

对比于在气味上让蚊子抵触从而达到驱赶蚊子的效果,花王却试图在物理层面驱赶蚊子。这个方式说来好笑,那就是让蚊子“滑倒”,也就是让蚊子“摔一跤”。

当然,这听上去相当的滑稽,但花王内部有一个研究中心,也有一帮研究人员,因此这还真的不是在开玩笑。他们为此还做了一个对比实验,验证这个技术的可行性。

首先他们在实验室观察到蚊子在仿人体皮肤上从停留到吸血,其实是有一系列的前置动作需要完成的。

借助高速摄像机的记录,蚊子首先是接触皮肤,然后0.01秒的时候,蚊子会先降低冲击时产生的对自身的震动,在这个非常短暂的时间段内同时通过步足上的感觉毛确认接触的是皮肤。

0.05秒的时候,通过步足抓住皮肤表面进行固定,0.07秒的时候停止振翅,收起翅膀。也就是说,在不够0.1秒的时间里,蚊子就已经完成了降落和人体皮肤的确认。

0.1秒的时候蚊子将后脚稳住,同时摆出吸血的架势,然后将口器插进皮肤继而吸血。经过大量的数据观察,发现蚊子完成整个过程只需要0.22秒左右的时间,着实令人惊讶。

这样的实验研究主要是从蚊子从接触皮肤到稳定,再到吸血的行为,因此研究人员试图从这一系列的动作上进行破坏,也就是说让蚊子无法稳稳地停在皮肤上,也就无法触发吸血的步骤。

研究人员将他们研发的一种名为低粘度“シリコーンオイル”(俗称是硅油)的物质涂抹在仿皮肤材质上,然后观察蚊子的一系列动作。

依据高速摄像机记录的画面可以看到,在此前一系列的动作和之前是一样的,蚊子正准备降落到皮肤上进行确认,但因为皮肤上覆盖有该物质,蚊子没有停下翅膀,反而是继续振翅离开皮肤表面。

从另外一个实验里,研究人员将该物质涂抹在其他物体上,显示了蚊子接触到界面的时候并没有停留,反而像踩到弹簧一样快速地离开,具有相同的效果。

这是因为,该物质能够让蚊子的步足在接触到之后产生一股牵引力,类似于毛细现象。这样的牵引力对于诸如蚊子这种小生物来说恰好代表着一个危险的信号,代表着自身有可能会被拉扯进液体而无法脱身。

因此当蚊子接触覆盖有该物质的皮肤时候察觉到这种牵引力,意识到危险,继而离开,也就无法完成吸血这个动作。

当然,因为这种驱蚊的方式是作用在皮肤上,因此还有相关一系列的测试需要进行。但其实,这种驱蚊的方式早就在自然界里存在,不得不说在人类饱受蚊子折磨的同时,自然界里其实早就有了答案。

它就是为人熟知的动物,河马。河马的汗水一开始分泌出来是透明的,但随着时间过去就会逐渐变成深红色。

这种特殊的汗水不仅能够起到防晒的作用,还因为具有驱蚊的作用而进入了科学家的视线里。

在2020年9月《科学报告》上刊登了一篇由日本科学家研究的,题为《Mosquito repellence induced by tarsal contact with hydrophobic liquids》的科学论文,就从液体的角度剖析了驱蚊的效果。

(相关论文部分章节)

科学家们从河马身上得到启示,研究液体对蚊子产生的作用。研究团队首先分析了蚊子的步足在不同液体上停留所产生的不同现象和数据。

然后通过众多的实验收集了蚊子的动作,以及蚊子在接触到不同液体物质时候停留和离开的时间。

(a为蚊子动作,c为蚊子在不同液体物质停留时间)

通过对河马的研究,科学家们发现了蚊子在其汗液上停留的时间与其他测试的液体物质相比是最短的,而L-PDMS,即低粘度的“シリコーンオイル”物质,与河马的汗液有异曲同工之妙。

这也就解释了为什么河马的汗液具有驱蚊的作用,将从河马身上的汗液发现的原理应用到相关产品上,也就产生类似的驱蚊效果。

(科学家从河马身上采集的数据对比)

或许在不久的将来,还真的能够全面实现蚊子无法停留在人体上吸血的景象。届时在夏季终日被蚊子困扰的烦恼,也有可能一去不复还啊!

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