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Stechmücken auf einem speziellen, mückenresistenten Stoff.
https://news.ncsu.edu/2021/07/mosquito-resistant-clothing-prevents-bites-in-trials/

Diese Mücken versuchen vergeblich, mit ihren Saugrüsseln durch den Stoff zu dringen. Bild: ncsu.edu/Matt Bertone

Schlechte Nachrichten für Mücken: Diese neuen Textilien hindern sie am Stechen



Mücken gehören zu den Plagen dieser Welt. In unseren Breitengraden sind ihre Stiche zwar lästig, in aller Regel aber harmlos. In wärmeren Weltgegenden hingegen fordern von Mücken übertragene Krankheiten zahllose Menschenleben. Allein an Malaria sterben gemäss Schätzungen jedes Jahr fast eine halbe Million Menschen.

Genau aus diesem Grund hat ein Forschungsteam der North Carolina State University mückenresistente Kleider entworfen und getestet. Mit Erfolg, wie aus den im Fachjournal «Insects» veröffentlichten Ergebnissen der Studie hervorgeht: Eine Testperson überstand dank dieser Textilien einen zehnminütigen Aufenthalt in einem Raum mit 200 hungrigen Mücken unbeschadet.

Bevor die Wissenschaftler die Textilien entwickelten, studierten sie die Mechanik des Stechvorgangs und die genauen Abmessungen des Kopfs samt Mund und Stechapparat von Stegomyia aegypti (Aedes aegypti), einer Mücke, die Krankheiten wie Zika-Fieber, Gelbfieber oder Denguefieber übertragen kann. Darauf basierend berechneten sie ein Computermodell, um geeignete Textilien zu entwickeln, die einen Mückenstich verhindern können. Dabei galt ihr Augenmerk der Dicke des Stoffs, der Grösse der Poren und der Art und Weise, wie die Fasern im Stoff verlaufen – all diese Komponenten mussten in Kombination dafür sorgen, dass der Stechapparat der Mücke den Stoff nicht mehr durchdringen konnte.

Am Ende gingen drei Arten von Stoff aus den Berechnungen mit dem Modell hervor: ein weniger als ein Millimeter dünner Stoff mit sehr kleinen Poren, ein Stoff mit mittelgrossen Poren und ein dicker mit grossen Poren. Bei der ersten Variante sind die Poren so klein, dass der Stechapparat der Mücke nicht hindurchpasst. Bei der zweiten gelangt der Kopf der Mücke nicht tief genug hinein, dass der Stechapparat die Haut erreicht. Bei der dritten schliesslich ist der Stoff so dick, dass der Stechapparat ebenfalls nicht bis zur Oberfläche der Haut gelangt.

Mosquito morphometrics, model prediction based on mosquito morphometrics, impact of fabric distortion on biting, and comparison of non-insecticide versus insecticide-treated textiles for bite resistance. (A) Measured parameters of mosquito anatomy (average value calculated from 20 measurements for each parameter). (B) Model prediction of safe and unsafe woven filtration fabrics (left graph) and plastic plates (right graph). See Figure 4 and Table 1 for the in vitro bioassay results and Table 1 for the barrier abbreviations and whether the prediction was correct. (C–H) A demonstration of the textile structure failing to resist the mosquito bite at the critical boundary between safe and unsafe (Figure 3B) due to enlargement of the pore under labrum penetration. (C) Tip of proboscis. To measure the resistance to proboscis penetration, the mechanical property of the labrum (pink color) was measured. (D) Nanoindentation curve of the labrum. The elastic modulus was 1.35 GPa calculated by the load–depth curve. (E) Illustration of four weave patterns (W = Case 1 validating Woven structures, W1 to W4). (F) Model of the W2 fabric under pressure from proboscis penetration. The elastic modulus and Poisson’s ratio of the polyester monofilament used in this model was 2.16 GPa and 0.3, respectively, evaluated on the MTS® tensile tester with 2 cm gauge and 5 mm/min speed. (G) Deformation process of W-2 subjected to proboscis penetration. (H) Variation of the pore diameter caused by proboscis penetration. The black dashed line is the maximum proboscis diameter. Pore diameters of W1 and W2 increased beyond this critical value, and thereby failed to resist proboscis penetration. (I,J) Arm-in-cage bioassay results for fabrics H and P: (I) difference in the number of landings was statistically significant at p < 0.01; (J) difference in the percentages of blood-fed mosquitoes was significant at p < 0.05. (K) Mosquitos failing to probe through the H fabric because of its small pore size (obvious proboscis bending trying to pus

Mücken auf verschiedenen Textilien. Bild: Insects

Aus dem dünnen Stoff fertigten die Wissenschaftler eine Art Unterwäsche mit langen Ärmeln und Hosen sowie ein T-Shirt mit langen Ärmeln. Das T-Shirt verhinderte im Test 100 Prozent der Mückenstiche. Trug die Testperson nur die Unterwäsche, gab es während des zehn Minuten dauernden Aufenthalts im Mückenraum keine Stiche – allerdings nur, wenn die Testperson stand.

Sass der Proband hingegen, erhielt er sieben Stiche an den Schultern und am Rücken – das Material hatte sich an diesen Stellen leicht gedehnt, sodass die Rüssel der Mücken dort durch den Stoff hindurch gelangen konnten. Nachdem die Forscher den Stoff an den entsprechenden Stellen verstärkt hatten, sank die Zahl der Mückenstiche ebenfalls auf null.

Mückenstiche an Testpersonen
Prototype garment’s comfort and bite-resistance compared to commercially available similar garments. (A) Manikins equipped with various garments (I, Under Armour® base layer; II, NC State base layer; III, winter army combat shirt; and IV, NC State shirt), also showing the average heat-loss maps. (B) Garment insulation. Since mosquitoes mostly appear in warm weather, a garment with low insulation properties is preferred. The NCSU base layer and NCSU shirt provided lower levels of insulation compared with the comparative garments tested (p < 0.05 and p < 0.01, respectively). (C) The Dpredicted values (predicted heat loss; Table S1) for the garments tested. II the NCSU base layer showed an equivalent thermal and moisture management compared with I. IV, the NCSU shirt exhibited better thermal and moisture management compared to III (p < 0.01). (D) Walk-in-cage bioassay with 10 min standing and 10 min sitting. The container in the hands of the subject (bottom picture) housed the mosquitoes. The mosquitoes were typically released, and the test started with the person standing (note the empty container on the stool, top picture). (E) Walk-in-cage bioassay results for the worst-case replicate shown (* = one mosquito bite). Bites on the shoulder were observed where the most stretching of the garment occurred and bite resistance was reduced. A specially designed double layer was used in this part of the NCSU base layer which eliminated all bites in the walk-in-cage bioassay (data not shown).
https://www.mdpi.com/2075-4450/12/7/636

Schematische Darstellung der Mückenstiche an den Testpersonen: Unterwäsche (l.), T-Shirt (r.), stehend (oben), sitzend (unten). Bild: Insects

«Die fertigen Kleidungsstücke waren zu 100 Prozent resistent gegen Stiche», sagt Michael Roe, Professor für Entomologie an der North Carolina State University in einer Mitteilung der Hochschule.

«Alltagskleidung, die man im Sommer trägt, ist nicht stichfest gegen Mücken. Unsere Arbeit hat gezeigt, dass das nicht so sein muss. Kleidung, die man jeden Tag trägt, kann stichfest gemacht werden. Letztlich geht es darum, ein Modell zu haben, das alle möglichen Kleidungsstücke abdeckt, die ein Mensch jemals tragen möchte.»

Michael Roe

Die Forscher hoffen, dass ihre neuen Textilien bald auf den Markt kommen. Das Ziel bestehe darin, Kleidung für den Alltag herzustellen, die in warmen Klimazonen bequem, aber resistent gegen Mückenstiche ist. Dies sei genau das, was gebraucht werde. (dhr)

Wenn Menschen so nervig wie Insekten wären ...

Video: watson/Knackeboul, Madeleine Sigrist, Emily Engkent

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Die magische Welt der Insekten und Co.

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Millionen Stechmücken wurden in Rio de Janeiro freigelassen

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