本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。

这是一位国外网友贴出来的照片,一只蚊子看起来吃饱喝足的蚊子,停留在一个驱蚊器的外壳表面,悠然自得。此时驱蚊器已经通上电源,处于工作状态,说好的驱蚊效果呢?蚊子都“兵临城下”了……

其实,不是蚊子变嚣张了,也不是驱蚊器不管用了,我们可能误解驱蚊器了。要解释这个看似奇怪的现象,我们得先从蚊子说起,然后再解释驱蚊器的工作原理。

蚊子,雄性和雌性的饮食习惯非常不一样,雄性一般以植物的汁液为食。而雌性蚊子则主要以哺乳动物的血液为食,因为它们要产卵,就必须从血液中获得足够的营养成分,因此,我们共同的敌人应该是那些雌性蚊子。

那么蚊子是怎么找到我们的呢?蚊子的视力并不好,不像我们人类,看到一只烤全羊就知道那是可以吃的,看到一辆汽车就知道那是不可以吃的。在蚊子的眼里,可能一个人和一辆摩托车没什么区别。但它们会被我们人类发出的气味所吸引。人体会自然地散发出一种特殊的香味,这种香味是由人体分泌的各种化学物质产生的,如乳酸和其他羧酸。当你做高强度的运动时,你身体的氧水平会大大下降,然后你的身体必须分解碳水化合物来获得能量,而这个过程就会导致肌肉中产生乳酸。

蚊子用它们的触角上的“气味探测器”(一种受体)来探测这种气味。它们的触角上还有一个特殊的味觉受体,主要对二氧化碳过敏,因此你产生的二氧化碳也会吸引它们。没错,运动之后确实很招蚊子叮咬。

既然蚊子是通过受体来找到我们的,那么我们只要破坏它们的受体的功能,就可以使它们变成真正的“瞎子”,进而无法发现我们,我们就不会被它们叮咬了。你可能还会问,为什么我们不能直接杀灭它们?因为如果我们使用有毒的化学物质直接杀死蚊子,也会对我们人类或其他动物产生不好的影响。(总不能杀敌一千自损八百吧……)因此,摆脱它们的最好办法就是扰乱它们的神经系统,这就是驱蚊器要做的事。

电热驱蚊器的工作原理非常简单,如下图所示。一个完整的电热驱蚊器应该包含有一根灯芯,一个用来装杀虫剂的容器和一个高电阻线圈。灯芯主要由多孔的黏土物质制成,它负责通过毛细管作用把杀虫剂液体吸到外部。而容器中装的液体中,含有足以扰乱蚊虫神经系统的杀虫剂——一种叫做拟除虫菊酯的有机化合物。同时液体中还含有脱臭煤油,一种易挥发物质,能够让杀虫剂在加热时更快蒸发。

当驱虫器接通电源时,电流通过那个高电阻线圈,它的高电阻会使它升温,进而把液体杀虫剂从灯芯中蒸发到你房间里的空气中。(如果你家刚好停电了,你可以像下图一样,用一根蜡烛加热一根铜线来使灯芯中的杀虫剂蒸发,但是要注意安全。)

当这些蒸汽进入蚊子体内时,杀虫剂会损坏蚊子的神经细胞。神经细胞主要依靠钠离子来传递信号,当它们知道自己在遭受破坏时,作为一种防御机制,神经细胞的轴突中的钠离子通道会关闭。随着时间的推移,再也没有电信号通过轴突,蚊子体内的许多神经细胞被阻挡,无法传递信号。最终,蚊子再也不能协调它的身体并通过它的受体来找到我们了。

神经细胞

也就是说,驱蚊器的作用并不是直接杀死蚊子,而是让它们“变傻”,变成一只“植物蚊”。你看到的停留在驱蚊器外壳上的蚊子,其实是一只“傻蚊子”,它甚至意识不到自己停留在一个驱蚊器上。因此,不是驱蚊器不行,而是蚊子已经傻了……

相关文章