研究者らは、刺されることを100%防ぎ、かつ殺虫剤を使用しない防蚊服を開発しました。
これは、ウイルスを媒介する蚊である「ネッタイシマカ（Aedes aegypti）」の吸血行動を示す計算モデルを開発することによって行われました。
研究チームはこのモデルを用いて、刺咬を防ぐ繊維素材を作製しました。
次の段階では、人々が求めるあらゆる種類の衣服を作製し、最大限の防護を確保することを目指しています。
新しい殺虫剤不使用の防蚊服は、生きた蚊を用いた実験で刺咬を防ぐことが確認された素材から作られています。
研究者らは、自らが設計した計算モデルを用いて素材を開発しました。このモデルは、次の蚊の吸血行動を記述するものです：ネッタイシマカ（Aedes aegypti）。ジカ熱、デング熱、黄熱などの人間の病気を引き起こすウイルスを媒介する蚊です。
最終的に研究者らは、学術誌「Insects」において、ボランティアが基礎layerの下着と、もともと軍用に設計された戦闘用シャツを着用し、生きた病原体を持たない200匹の蚊がいるケージに入った場合、100%の刺咬を防げたことを報告しました。
研究者らは、自らの計算モデルは病気の伝播を減らす衣服の開発に、より広く活用できると考えています。
「この生地が効果を発揮することは証明されています。それこそが私たちの発見した素晴らしい点です」と、本研究の共著者であり、ノースカロライナ州立大学のファッション・テキスタイルデザイン分野の准教授、およびZeis Textiles Extension for Economic Developmentのディレクターでもあるアンドレ・ウェスト氏は述べています。「私にとって、これは革命的です。蚊が生地を突き抜けるのを防げることがわかりました。一方で、他の素材は、蚊が肌に届かないようにするのに十分な厚みがありました。」
刺咬を防ぐ繊維素材を設計するための計算モデルを開発するため、ネッタイシマカ（A. aegypti）による刺咬について、研究者らはネッタイシマカ（A. aegypti）の頭部、触角、口器の寸法と、その吸血の仕組みを調べました。その後、このモデルを用いて、厚さと孔の大きさに応じて刺咬を防ぐ繊維素材を予測しました。研究者らは、生物学的特徴と吸血行動が似ているため、この素材はネッタイシマカ（A. aegypti）に加え、他の蚊の種にも効果がある可能性があると考えています。
「衣服には様々な用途があります」と、筆頭著者であり、森林バイオマテリアルの博士研究員であるクン・ルアン氏は述べています。「目指しているのは、人が求めるあらゆる衣服を網羅するモデルを持つことです。」
モデルの精度を検証するため、研究者らは刺されないと予測された素材を試験しました。生きた病原体を持たない蚊を用いた実験では、研究者らはモデルが予測したパラメータに従って作製したプラスチック素材で血液の入った容器を囲みました。その後、血を吸って膨らんだ蚊の数を数えました。
最初に試験した素材の一つは、厚さ1ミリメートル未満と非常に薄いものでしたが、蚊が口器、すなわち吻を素材に差し込まないように、孔の大きさは非常に小さくなっていました。別の素材は、蚊が頭部を繊維の奥深くまで差し込み肌に届くことを防ぐため、中程度の孔の大きさでした。また、三つ目の素材は孔が大きいものの、十分な厚みがあるため、蚊の口器が依然として肌に届かないものでした。
その後の試験では、研究者らはモデルで決定された刺咬防止の基準を満たす編物や織物の生地を選び、血液容器と人間のボランティアの両方を用いた実験で有効であることを検証しました。
研究者らは、防護スリーブで覆った腕を蚊のケージに入れた際に、ボランティアが受けた刺咬の数を調べました。また、生地の刺咬防止効果と蚊の忌避効果を、殺虫剤で処理した生地と比較しました。
初期の実験から得た知見をもとに、研究者らは薄い素材を用いた、刺咬を防ぐ体にフィットする下着と、長袖シャツを開発しました。このシャツは、もともと軍用の戦闘用シャツとして構想されたものです。
ボランティアがこれらの衣服を着用し、200匹の空腹の蚊がいる歩いて入れるケージ内で、10分間座った状態と10分間立った状態を繰り返したところ、戦闘用シャツは刺咬防止において100%の効果を示しました。
基礎layerを試験した最初の試行では、ボランティアは背中と肩を刺されました。200匹の蚊に対して7か所の刺咬がありました。研究者らは、刺咬の原因は生地が伸びて変形したことにあると考え、肩周りの素材の層を二重にしたところ、最終的に100%の刺咬防止に成功しました。また、衣服の快適性や、熱をどれだけ保持し、湿気をどれだけ放出できるかについても試験しました。
「完成した衣服は、100%刺咬を防ぐものでした」と、昆虫学の教授であるマイケル・ロー氏は述べています。「夏に着る普段の衣服は、蚊に対して刺咬を防ぐものではありません。
「私たちの研究は、そうである必要がないことを示しました。毎日着る衣服も、刺咬を防ぐものにできるのです。最終的に目指しているのは、人が求めるあらゆる衣服を網羅するモデルを持つことです。これは軍用と個人使用の両方に役立ちます。」
