Многослойный графен оказался хорошей защитой от комаров
Ученые продемонстрировали, что пленки из многослойного графена успешно предотвращают укусы комаров. В сухих условиях насекомые оказались неспособны химически почувствовать запах кожи или крови, а в некоторых случаях механическая прочность графеновых листов обеспечила препятствие от проникновения. Открытие позволит разработать новые защитные ткани, пишут авторы в журнале PNAS.
Самки комаров питаются кровью млекопитающих, в том числе человека, и распространяют многие опасные заболевания, такие как малярия, лихорадка денге и желтая лихорадка, вирус Чикунгунья, вирус Зика и лихорадка Западного Нила. В результате укусов этих насекомых сотни тысяч людей погибают ежегодно и миллионы заражаются нелетальными формами заболеваний.
Защите от комаров посвящено множество научных исследований. В частности, в последние годы ученым удалось отключить комарам аппетит, сделать аналог ботокса оружием против распространителей малярии, сломать систему поиска человека и радикально уменьшить число заражений лихорадкой денге при помощи насекомых с ослабленной способностью к передаче заболеваний. Также заражение тигровых комаров специальной бактерией позволило практически полностью истребить их на двух островах.
В работе сотрудников Брауновского университета в США описаны испытания нового типа защиты от комаров на основе графена — аллотропной модификации углерода, представляющей собой листы из шестиугольных ячеек толщиной в один атом. Исследователи показали, что пленки на основе этого вещества могут служить основой двух степеней защиты от комаров: химической и механической.
Графен обладает рядом интересных с точки зрения применений свойств, благодаря которым исследователи постоянно находят новые способы его применения, большинство из которых связано с электроникой. Авторы новой работы протестировали принципиально иное применение, связанное с защитой от укусов комара желтолихорадочного Aedes aegypti, ответственного за заражение людей по всему миру.
Во-первых, ученые обнаружили, что сухие пленки из графена мешают комарам почувствовать жертву — видимо, посредством блокирования выделения молекул аттрактантов. Вследствие этого насекомые не пытались сесть и укусить защищенный участок кожи. Во-вторых, комарам оказалось трудно механически проткнуть многослойный графен, что было подтверждено опытами с прокалыванием пленки иголками и математическим моделированием.
Ученые проводили опыты не только с графеном, но и с похожими веществами, такими как оксид графена (graphene oxide — GO) и восстановленный оксид графена (reduced graphene oxide — rGO). С одной стороны rGO в плане противодействия комарам оказался лучше GO, потому что последний легче прокалывается в мокром состоянии, а rGO продолжает защищать как в сухом, так и во влажном виде. Однако rGO непроницаем для воды, то есть сквозь него также не будет выделяться пот, что может привести к осложнениям при длительном контакте с кожей. Поэтому ученые собираются сконцентрироваться на улучшении параметров обычного оксида, чтобы он был прочен вне зависимости от наличия воды.
Ранее комаров назвали переносчиками пластика из воды на сушу. Также ученым удалось превратить однослойный графен в газоразделительную мембрану и построить стену из графеновых кирпичей, а кора эвкалипта оказалась способна снизить стоимость производства графена в сотни раз.
Результат получила коллаборация Belle II
Выход за пределы Стандартной модели — важнейшая поисковая задача физиков, занимающихся элементарными частицами. В первую очередь они ориентируются на существующие крупные аномалии, например, темную материю. Множество расширений Стандартной модели опирается на введение новых невидимых бозонов, которые могли бы стать такой материей. Один из процессов, где такие бозоны могли бы себя проявить — это распад тау-лептона. Физики знают, что этот тяжелый лептон распадается на электрон или мюон и соответствующий набор нейтрино. Ряд теорий, однако, предсказывает альтернативный канал распада, в котором вместо нейтрино рождается темный бозон. Проверить эту гипотезу вызвались физики из коллаборации Belle II, работающие на лептонном коллайдере SuperKEKB. В ходе измерительной кампании, длящейся с 2019 по 2020 год, ученые собрали данные о более, чем 57 миллионах событий, в которых сталкивающиеся электроны и позитроны превращаются в таон-антитаонные пары при энергии в системе центра масс, равной 10,58 гигаэлектронвольта. Интегральная светимость эксперимента составила 62,8 обратного фемтобарна. Физиков интересовали коэффициенты ветвления процессов с участием темных бозонов, деленные на соответствующие коэффициенты для известных процессов. Авторы протестировали собранные данные для бозонов в диапазоне масс от 0 до 1,6 гигаэлектронвольта и не нашли подтверждения этой гипотезе. Результат работы физиков накладывает новые ограничения на отношения коэффициентов ветвления: (6−36)×10−3 для распада на электрон и (3−34)×10−3 для распада на мюон с доверительным интервалом 95 процентов. Японский коллайдер SuperKEKB — это модернизированная версия его предшественника, коллайдера KEKB. Он был снова запущен после семи лет ремонта в 2018 году. С тех пор на нем было получено множество новых результатов, например, уточненное время жизни очарованного лямбда-бариона.