蚂蚁

蚂蚁也能带来伤害

2019年03月1日 Read time: MinutesMinute

用精油防治害虫

瓦克专家开发出对人体无害的解决方案,将害虫拒之门外 —— 最新开发的功能性涂料可借助精油的芳香驱赶害虫。这些产品配方采用环糊精,能够控制精油中有效组分的释放。如果蚂蚁“大驾光临”,不仅让人心烦意乱,它们也会严重损坏房屋。那些破坏木材的害虫会侵蚀承重木桩和绝缘材料。更有甚者,有的还喜欢寄生在屋顶夹层中,怎么也赶不走。尤其是在木屋林立的美国,家里入住白蚁实在令人头疼。根据美国国家环境保护局(EPA)的统计信息,美国业主每年要花费20亿美元来修复这些小动物们造成的房屋损害。

“这些损害可能在很多年都是悄无声息的。”瓦克生物科技美国阿德里安生产基地国际业务发展经理Mark Harrison先生介绍说:“通常情况下,只有防虫专家才能发现蚂蚁或白蚁的蛛丝马迹。”

木制房屋
专业灭虫人员正在工作

一位专业灭虫人员正在用杀虫剂清除白蚁。

不为人知的伤害

这些小昆虫的危害之所以如此巨大,是因为它们的破坏行为在很长时间内都不为人知,被它们侵袭的外墙从表面看完好无损,但里面早已千疮百孔。房屋结构稳定性被破坏,潮气也更容易侵入,而墙体一旦受潮,霉菌就更容易滋生。不仅木头遭受蚂蚁和白蚁的危害,纸张、书籍、绝缘材料,甚至游泳池墙面和过滤系统等都无法幸免。要灭除这些害虫,通常需要移除受损木材,并用生物杀伤剂对整个建筑物进行全面处理。第二种方法就是毒饵。此外还有第三种更为温和的办法:将昆虫拒之门外 —— 借助某些芳香物让昆虫对木质建筑的“兴趣索然”。“精油在这些应用领域正好大显身手,”瓦克专家Harrison先生告诉我们,“因为精油作为天然的挥发性物质,对某些动物具有驱避作用。”例如,人类很早就开始利用薰衣草来驱赶衣柜里的飞蛾。许多从精油中提炼而得的化合物因具有驱赶蚊虫的功能而被称作驱避剂。近年来,特别是位于气候温暖潮湿地区的科研机构已加大力度,研究哪些精油具有驱虫作用,同时也希望借此抑制蚊虫对疟疾、黄热病等疾病的传播。研究人员甚至也将蜘蛛纳入研究范围:尽管蜘蛛通常不会对房屋造成损害,但尤其是在热带地区,不少蜘蛛的毒性对人体有害。与此同时,包括瓦克在内的许多工业企业也在研究如何充分利用天然精油驱赶蚊虫。精油包含的物质通常具有广泛的功效,因此对许多应用有很大的利用价值。瓦克专家Harrison先生介绍说:“建筑业也已经意识到了精油的用处,开始在生产墙面涂料和其它涂料时,采用可以驱赶蚊虫的天然有效成分。”

功能强大的 芳香物质

精油可从碾碎的植物中提取,它们通常由挥发性萜类化合物组成,这些物质具有生物及药用价值,也可用作芳香物或调味品。与橄榄油、葵花籽油等主要由不易挥发的残余脂肪酸组成的脂类油不同,精油的挥发速度相当快,通常也不会在纸上或植物上留下油渍。许多精油及其组分拥有令人惊异的抗菌功能。例如,多项科学调研表明,百里香精油对细菌和霉菌具有高度的抵御功效,丁香花蕾油和肉桂叶精油具有抵抗真菌的作用。肉桂精油则对细菌有很强的抵抗力。此外,根据目前知识,微生物不会对精油产生耐药性。

“有了精油,我们就能借助天然有效成分,配制出具有驱虫功能的墙面涂料和其它涂料。”

Mark Harrison,瓦克生物科技国际业务发展经理

香草
精油在孢子悬浮液中抑制真菌孢子萌发所需浓度诱导期数据图表

精油在孢子悬浮液中抑制真菌孢子萌发所需浓度诱导期:40小时

易于挥发

然而,许多精油有两大缺点:首先,它们具有高度化学敏感性 —— 许多组分在遇到空气和光线时会被破坏,有些精油的性质则会在受热时或在酸性或碱性物质的作用下发生变化,迅速失去驱虫能力。Harrison先生说:“一些组分在拌入装饰砂浆或墙面涂料之时就被破坏。”其次,精油极易挥发,涂至墙面后,短短几天之内就会挥发殆尽。现在,有一种结构的分子可以弥补精油的上述缺陷:如果在功能性涂料中采用瓦克生产的环糊精,则能够有效保护这些敏感的芳香物质。这是因为环糊精这种环状糖分子能够封装其它分子,且过程可逆。瓦克利用生物技术从淀粉中获取环糊精,并以CAVAMAX®为品牌名进行销售。

环糊精这种分子包埋“高手”,其疏水性内腔就好像保险箱一样将芳香物质牢牢包围,而打开保险箱的钥匙则是水分子。瓦克化学家Harrison先生告诉我们:“一旦潮气进入被包埋的物质,这些物质就能恢复原来的状态,发挥原有功效。我们还在实验中发现,这些芳香物质在涂料干燥后也能如此释放。”

“一旦潮气进入被包埋的物质,这些物质就能恢复原来的状态,发挥原有功效。”

瓦克化学家Mark Harrison

环糊精-芳香物络合物在墙面涂料中的功效模拟图

环糊精-芳香物络合物在墙面涂料中的功效模拟图:环糊精环糖分子(蓝色)能够将芳香物(绿色)包围起来,并在潮气的作用下控制芳香物的释放。

驱避功效得到证实

Harrison先生及团队与外部合作伙伴携手,共同研究如何将环糊精应用于建筑行业用功能性涂料。他们的设计方案是:在不会受到雨淋的墙面涂料里加入环糊精,包括具有驱虫功能的精油,而空气中的潮气会影响芳香物质的释放量。空气中的水分子越多,释放量就越大。也就是说,环糊精就好比是储存室,能够让精油较长时间地持续发挥驱虫作用。多项测试表明,如果在市场常见乳液型涂料中添加5%的环糊精/香茅精油络合物(含0.5%香茅精油),即可使涂料具备驱虫的功效。采用环糊精改性的涂料将包合和释放精油的机制完美结合,因而其驱虫有效期可长达三年之久。

采用天然物质抵御霉菌

如今,墙面涂料,尤其是内墙涂料,大多数不再采用有机溶剂制成,而是水基产品,从而大大减少了对环境及健康有害物质的排放。但是美中不足的是,水基涂料更容易受微生物侵袭,因为它们能够为细菌和真菌提供理想的滋生环境,所以,生产商多使用生物杀伤剂,以防水基涂料在使用前变质。市场上常见的生物杀伤剂目前多为能够杀伤细菌和真菌的化学品,通常会刺激人体皮肤和粘膜,也对环境有害。因此,采用薰衣草、香茅或迷迭香等精油制成的更安全的天然助剂解决方案逐渐受到市场青睐。这些天然物质有很多都具有抗菌功能,但容易挥发、不溶于水,而且化学性质也不稳定,所以不能直接用于水基涂料。有了瓦克环糊精,这个问题便迎刃而解。作为环糖分子,环糊精能够将精油包围在具有亲脂性的空腔中,让其缓慢蒸发,从而在较长时间内发挥抗菌功效。同时,环糊精的外壳具有亲水性,可提高这些有机物质的溶解性。瓦克专家已成功研制出多种利用环糊精环糖分子包合精油的产品,目前有薰衣草、薄荷及香茅精油配方可供水基涂料使用。

柠檬醛在涂料中的释放情况的数据图表

柠檬醛在涂料中的释放情况 —— 柠檬醛是香茅芳香物的主要组分,采用香茅精油/环糊精制作而成的墙面涂料,其释放有效期可长达三年之久。

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Mark Harrison
国际业务开发经理
瓦克生物科技
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