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| camadas de barreira de grafeno |
O mosquito é o vetor mais importante do mundo para a transmissão de doenças infecciosas, e os agentes químicos agora usados na prevenção de mordidas podem ter efeitos colaterais na saúde humana ou ambiental. Este trabalho explora um método não químico para a prevenção da picada de mosquito à base de grafeno, a folha atomicamente fina de átomos de carbono, como um potencial material de barreira. Mostramos que os filmes de grafeno multicamada no estado seco inibem completamente a picada, impedindo que os mosquitos detectem produtos químicos associados à pele ou ao suor usados para localizar refeições de sangue. Em alguns casos, os filmes de grafeno também atuam como barreiras mecânicas à penetração do fascículo do mosquito, seu aparelho de alimentação. Os resultados podem orientar o desenvolvimento de tecnologias protetoras de grafeno na pele ou em tecidos inteligentes.
Resumo
Os materiais à base de grafeno estão sendo desenvolvidos para uma variedade de tecnologias vestíveis para fornecer funções avançadas que incluem detecção; regulação de temperatura; proteção química, mecânica ou radiativa; ou armazenamento de energia. Nossa hipótese é de que os filmes de grafeno também podem oferecer uma função imprevista adicional: proteção contra picadas de mosquito para tecidos leves à base de fibra. Aqui, investigamos as interações fundamentais entre filmes à base de grafeno e as espécies de mosquitos de importância global, Aedes aegypti, por meio de uma combinação de experimentos com mosquitos vivos, medições da força de penetração da agulha e modelagem matemática de fenômenos de punção mecânica. Os resultados mostram que as películas de nanopartículas de grafeno ou óxido de grafeno no estado seco são altamente eficazes para suprimir o comportamento de picadas de mosquitos na pele humana viva. Surpreendentemente, ensaios comportamentais indicam que o mecanismo primário não é a resistência à perfuração mecânica, mas a interferência na quimiossensibilidade do hospedeiro. Essa interferência é proposta como um efeito de barreira molecular que impede o Aedes de detectar atrativos moleculares associados à pele presos sob os filmes de grafeno e, assim, impede o início do comportamento de morder. O efeito da barreira molecular pode ser contornado colocando água ou suor humano como atrativos moleculares na superfície superior do filme (externo). Nesse cenário, os filmes de grafeno intocados continuam a proteger através da resistência à perfuração - um efeito de barreira mecânica - enquanto os filmes de óxido de grafeno absorvem a água e se convertem em hidrogéis mecanicamente macios que se tornam não protetores.
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