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基本信息

項(xiàng)目名稱：
納米絲蛋白驅(qū)蚊水的機(jī)理研究和應(yīng)用
小類：
能源化工
簡介：
以真絲脫膠所得的絲蛋白為載體，通過相轉(zhuǎn)移技術(shù)和微晶控制技術(shù)在絲蛋白上原位合成納米材料，利用納米材料與絲蛋白的協(xié)同作用，開發(fā)出具有驅(qū)蚊作用的納米絲蛋白產(chǎn)品。本作品利用納米材料的特殊光學(xué)性能驅(qū)蚊，重點(diǎn)探討產(chǎn)品的驅(qū)蚊機(jī)理和應(yīng)用效果。
詳細(xì)介紹：
以真絲脫膠后所得的絲蛋白為載體，利用相轉(zhuǎn)移技術(shù)與微晶控制技術(shù)在絲蛋白上原位合成納米材料，利用納米材料和絲蛋白分子的協(xié)同作用，開發(fā)出具有驅(qū)蚊性能的納米絲蛋白產(chǎn)品。采用 TEM觀察了產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)，通過粒度分析儀分析產(chǎn)品的粒徑分布，使用熒光分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)對產(chǎn)品的光譜進(jìn)行研究，通過測試蚊子的驅(qū)避率檢測納米絲蛋白的驅(qū)蚊效果。研究結(jié)果表明：納米絲蛋白體系具有非常好的分散穩(wěn)定性，長期放置無分層現(xiàn)象，穩(wěn)定性良好。產(chǎn)品呈現(xiàn)均勻而細(xì)小的納米粒子, 平均粒徑為 49.93nm，且 95%以上均勻分散在 15nm~65nm之間。產(chǎn)品在 420~460nm波段具有強(qiáng)熒光特性。產(chǎn)品在合成過程中形成的晶體的晶格里產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)缺陷，使得材料能主動吸蓄環(huán)境中的光能，并能以光波形式放出能量，從而達(dá)到光波驅(qū)蚊。一次蓄光后可連續(xù)發(fā)光達(dá)到幾個(gè)甚至十幾個(gè)小時(shí)，使得產(chǎn)品在夜晚也能夠驅(qū)蚊。產(chǎn)品驅(qū)避率在 80%以上，無輻射和有害電磁波，對皮膚無刺激作用?？赏蔀樾乱淮?qū)蚊產(chǎn)品。

作品圖片

  • 納米絲蛋白驅(qū)蚊水的機(jī)理研究和應(yīng)用
  • 納米絲蛋白驅(qū)蚊水的機(jī)理研究和應(yīng)用
  • 納米絲蛋白驅(qū)蚊水的機(jī)理研究和應(yīng)用

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

發(fā)明目的：現(xiàn)有的防蚊產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足“十二五”提出的“資源節(jié)約”、“環(huán)境友好”、“低碳”的需求。本發(fā)明的目的在于探討一種生態(tài)環(huán)保低碳的驅(qū)蚊產(chǎn)品，利用光子驅(qū)蚊，在使用過程中無揮發(fā)，對人體無副作用。 作品基本思路：以真絲脫膠所得的絲蛋白為載體，通過相轉(zhuǎn)移技術(shù)和微晶控制技術(shù)在絲蛋白上原位合成納米材料，利用納米材料與絲蛋白的協(xié)同作用，開發(fā)出具有驅(qū)蚊作用的納米絲蛋白產(chǎn)品。本作品利用納米材料的特殊光學(xué)性能驅(qū)蚊，重點(diǎn)探討產(chǎn)品的驅(qū)蚊機(jī)理和應(yīng)用效果。 創(chuàng)新點(diǎn)：理念創(chuàng)新：本產(chǎn)品利用納米材料的特殊光學(xué)性能實(shí)現(xiàn)高效驅(qū)蚊，屬于光子驅(qū)蚊的范疇，不同于傳統(tǒng)的殺蚊方式，且產(chǎn)品具有蓄光性能，無需通電，不同于光子驅(qū)蚊燈；工藝創(chuàng)新：本產(chǎn)品以真絲脫膠后廢棄的絲膠為載體，充分發(fā)揮納米材料與絲蛋白的協(xié)同作用；功能創(chuàng)新：產(chǎn)品使用方便，不需涂抹，不需揮發(fā)。在黑暗和光亮中均有效，有作用時(shí)間長，穩(wěn)定性良好，低碳、節(jié)能、安全、高附加值等優(yōu)點(diǎn)。 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：納米絲蛋白體系中微晶大小的可控性及體系穩(wěn)定性的控制；在絲蛋白上面原位合成納米無機(jī)材料，獲得粒度小、分散穩(wěn)定且在蚊子厭惡的光波段 420-460nm范圍具有強(qiáng)熒光性的納米絲蛋白溶液；納米材料的蓄光性能；納米絲蛋白溶液對蚊子的生理活動的影響。 主要技術(shù)指標(biāo)：驅(qū)蚊水平均粒度為 49.93nm，95%以上均勻分散在15nm~65nm之間；在 420-460nm波段具有強(qiáng)熒光特性；驅(qū)蚊效果測試驅(qū)避率在 80%以上；無輻射和有害電磁波；對皮膚無刺激作用。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1. 現(xiàn)有的氣霧殺蟲劑、驅(qū)蚊胺類產(chǎn)品，產(chǎn)品用量大，人體吸收較多，近年來有越來越多的毒副作用的報(bào)道，如損害人體的中樞神經(jīng)，引起兒童腦病等；而光子驅(qū)蚊燈等則依靠通電進(jìn)行驅(qū)蚊，耗電大、不節(jié)能。本作品利用納米材料的特殊光學(xué)性能實(shí)現(xiàn)驅(qū)蚊。驅(qū)蚊水密閉放置，不用電，不會被人體吸收。產(chǎn)品穩(wěn)定性良好，室溫放置半年以上無破乳現(xiàn)象。具有較好的安全性、環(huán)保性、低碳性和便捷性，由于本作品利用可見光的某一波段現(xiàn)實(shí)驅(qū)蚊，對人體無傷害。 2.本作品的科學(xué)性體現(xiàn)在將納米技術(shù)應(yīng)用于民生產(chǎn)業(yè)，利用工業(yè)廢棄物絲膠為載體，原位合成納米材料，通過相轉(zhuǎn)移技術(shù)和微晶控制技術(shù)得到粒度細(xì)小、分散性能穩(wěn)定的納米絲蛋白乳液，且在 420-460nm波段有強(qiáng)熒光性從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)蚊。 3. 查新報(bào)告表明：本項(xiàng)目技術(shù)國內(nèi)外未見報(bào)道。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

本作品為蘇州大學(xué)第十二批大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科研基金重大項(xiàng)目（項(xiàng)目編號: KY2010004Z）； 本作品于 2010年 12月在蘇州大學(xué)第十一屆”挑戰(zhàn)杯”科迪石化大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲特等獎(jiǎng)。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

可一次性轉(zhuǎn)讓或有條件技術(shù)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物、圖片、樣品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

技術(shù)特點(diǎn)：本作品利用自身產(chǎn)生的熒光進(jìn)行驅(qū)蚊，無需通電，無化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)，，經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測無輻射。因此安全、節(jié)能、方便。 該作品的適應(yīng)范圍和推廣前景：本產(chǎn)品適合室內(nèi)使用。產(chǎn)品擁有安全、環(huán)保、低碳、便捷等優(yōu)勢，是一種理想的健康驅(qū)蚊產(chǎn)品，將逐步取代盤式蚊香、電熱液體蚊香等市場上現(xiàn)有的驅(qū)蚊產(chǎn)品，具有廣闊的市場推廣前景。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：產(chǎn)品使用方便，且與傳統(tǒng)的防蚊產(chǎn)品在價(jià)格上相比有著巨大優(yōu)勢。我們以三個(gè)月（夏季）為測算單位，作用面積為 30平方米的房間，假設(shè)氣霧殺蚊劑每天使用一次，以市場上平均的價(jià)格計(jì)算，每個(gè)房間至少需花費(fèi) 75元；使用電熱蚊香片至少花費(fèi) 39元。而本產(chǎn)品只需 28元且擁有無毒、高效、便捷等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)衛(wèi)生部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2009年，我國生產(chǎn)了超過100億盤盤式蚊香。這類統(tǒng)計(jì)沒有包括市場上數(shù)量眾多的物理防蚊產(chǎn)品，可見防蚊市場空間巨大。光子驅(qū)蚊更是健康驅(qū)蚊的大趨勢，其市場前景可想而知。

同類課題研究水平概述

目前的蚊蟲驅(qū)避研究大體有兩類：物理驅(qū)避、化學(xué)驅(qū)避。 物理驅(qū)避技術(shù)利用特殊的聲波或光波來誘殺或驅(qū)避蚊蟲。有研究認(rèn)為蚊蟲飛翔時(shí)會產(chǎn)生翅振音，這種翅振音會隨蚊種、環(huán)境溫度而變化，一般在300~500Hz之間。雄蚊只會對基本雌蚊翅振音起反應(yīng)，利用這個(gè)原理可制成誘蚊器，通過模擬雌蚊的翅振音來引誘雄蚊，再用電擊或化學(xué)殺蚊法將其殺死。另一種研究認(rèn)為，近超聲波部分的聲波對蚊子有驅(qū)避作用，利用這種機(jī)理可制成超聲波驅(qū)蚊器。利用光波驅(qū)蚊和誘蚊的理論認(rèn)為，蚊蟲對波長 253.7nm~370nm左右的光有趨向性，而對黃光波段表現(xiàn)出明顯的躲避性（壹達(dá)萊公司利用此原理開發(fā)出“E達(dá)”牌光子驅(qū)蚊器系列產(chǎn)品）。物理驅(qū)避普遍存在著作用慢、效果差等弊端（有研究表明市場上的超聲波驅(qū)蚊器沒有效果），需通電才能工作，使用受限，且不節(jié)能。 化學(xué)驅(qū)避技術(shù)可分為合成驅(qū)避劑和天然驅(qū)避劑這兩種。合成驅(qū)蚊劑絕大多數(shù)含有避蚊胺類物質(zhì)。通過干擾和抑制蚊子對正常引誘性化學(xué)信號的反應(yīng)或干擾蚊蟲尋找宿主的行為，來實(shí)現(xiàn)驅(qū)蚊。這類產(chǎn)品見效快，種類繁多，但是作用時(shí)間短，一般不會超過6小時(shí)，而且長期使用會使蚊子產(chǎn)生耐藥性，更為嚴(yán)重的是，該類產(chǎn)品對人體尤其是孕婦嬰兒有嚴(yán)重的毒副作用，可能引發(fā)嬰兒腦病，蕁麻疹綜合癥，過敏反應(yīng)等疾病。再者，這些產(chǎn)品都是一次性使用的，需消耗大量原料，對環(huán)境不友好。關(guān)于驅(qū)蚊胺（DEET）對蚊蟲的驅(qū)避機(jī)理目前沒有定論。一種研究認(rèn)為DEET屏蔽了蚊子對化學(xué)物質(zhì)的感知；另一種理論認(rèn)為蚊子只是不喜歡 DEET的氣味。驅(qū)蚊胺類產(chǎn)品作用時(shí)間短（一般小于 6小時(shí)）、皮膚用量大，吸收較多，可能引發(fā)皮炎及心血管疾病等副反應(yīng)。09年，一個(gè)國際小組研究發(fā)現(xiàn)，DEET能抑制乙酰膽堿酯酶的活性，而該酶對于人體中樞神經(jīng)至關(guān)重要。對于 DEET安全性重新評估的呼聲越來越高。近來相關(guān)的理論致力于通過緩釋劑的添加減少其皮膚吸收量，取得一些成果，但并未從根本上改變這一弊端。 天然驅(qū)避劑主要有從植物中提取出來的除蟲菊素、植物精油等。天然驅(qū)避劑來源供應(yīng)受限制，且驅(qū)蚊效果不佳，作用時(shí)間短暫。例如從 Cymbopogon nardus提煉出來的香茅，要達(dá)到 DEET的驅(qū)蚊效果，濃度需增加 1000倍。 本作品從原理上屬于物理驅(qū)蚊，利用了蚊子對納米絲蛋白的光學(xué)應(yīng)激性反應(yīng)實(shí)現(xiàn)高效驅(qū)蚊。國內(nèi)外未見公開文獻(xiàn)和產(chǎn)品報(bào)道。
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