学术科研
中国在可重复使用民用口罩材料、 新型石墨烯口罩等关键技术上获得突破
时间:2020-04-07 10:42  浏览:250
  随着新冠肺炎疫情全球大流行势态日趋严峻,以及多项研究证实佩戴口罩对疫情防控特别是无症状感染者防范的重要性。目前在国际上,口罩“戴,还是不戴”已不再是一道选择题。

       在中国,科技人员通过持续科研攻关,可重复使用民用口罩材料、新型石墨烯口罩等相关研究,近日获得重要关键技术突破,将服务于疫情防控并为人群健康防护发挥作用。

       最新研究:口罩或能阻止季节性冠状病毒传播

       《自然-医学》3日发表通讯作者为香港大学公共卫生学院世界卫生组织传染病及流行病学控制合作中心联席总监高本恩(BenjaminCowling)教授的一篇研究论文称,研究团队招募246名疑似感染呼吸道病毒的受试者,让他们对着用于研究的专门机器呼吸,进而比较在戴口罩和不戴口罩两种情况下,呼出的空气中病毒的相对含量。结果发现,在111名已证实感染冠状病毒、流感病毒或鼻病毒的被试中,口罩减少了呼吸道飞沫中流感病毒的可检测量以及气溶胶中季节性冠状病毒的可检测量,但没有减少鼻病毒的可检测量。

       新冠病毒(SARS-CoV-2)和季节性冠状病毒关系紧密,而且可能具有相似的颗粒大小。因此,研究团队认为,外科口罩能够减少呼吸道飞沫和气溶胶中的季节性冠状病毒,暗示新冠病毒感染者佩戴此类口罩可以帮助减缓病毒传播。

  
       《自然》1日发表德国医学专家对确诊新冠病毒感染病例研究的初步结果表明,新冠病毒在患者上呼吸道的复制较为活跃,在患者症状还较轻的早期,即症状出现后的第一周内,新冠病毒在上呼吸道的病毒排出能力最强。专家称,这一研究结果也意味着遏制新冠病毒蔓延主要靠控制飞沫传播,佩戴口罩对此可发挥有效作用。

       中国疾控中心主任高福院士早前接受《科学》采访时也明确指出,飞沫在新冠病毒传播中扮演非常重要的角色,因此要戴口罩,而美国和欧洲在抗疫中最大的错误是人们没有戴口罩。

       可重复使用民用口罩材料关键技术获得突破

       来自中国工程院的消息说,2月上旬,针对应急时期口罩重复使用的问题,北京化工大学陈建峰院士组织带领北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室团队启动应急科研攻关,开展“口罩荷电再生重复使用技术”研究。

       2月底,“可重复使用防护口罩关键技术及产业化”项目获准立项,陈建峰院士为项目总负责人、张立群教授任项目技术总体负责人。

       北京化工大学最新发布消息称,张立群团队与校内外多个科研团队联合攻关,在可重复使用民用口罩材料关键技术方面取得突破,该团队研发出一种高荷载电荷/高抗静电衰减、抑菌、抗老化三合一的新材料,也是聚丙烯基体的熔喷纤维材料。

       经过持续一个多月每人每天佩戴8小时的志愿佩戴口罩实验显示,用新材料制成的熔喷纤维布,对细菌和病毒的阻隔率很高,抑菌性能达到很高水平,抗老化性能也非常好。该材料口罩用60℃以上的水持续并完全浸泡30分钟,晾干或吹干后即可再次使用。如果按一天佩戴8小时计算,使用新材料口罩至少可使用3天(建议使用3天),相当于传统一次性口罩寿命延长3-6倍。

       目前,该新材料已批量试制百万余只高性能可重复用口罩,4月份将提供1000万只口罩驰援首都抗疫和复工复产。

       石墨烯口罩研发完成从技术到产品的跨越

       中国航空发动机集团(中国航发)近日透露,其航材院科研人员已成功研发出抗菌性更强、透气性更好、使用时间更长的新型石墨烯口罩。其中,使用时间方面,新型石墨烯口罩使用时间超过48小时,是传统口罩的12倍以上,且新型石墨烯口罩在连续佩戴48小时后过滤效能仅降低4%。

       石墨烯是由单层碳原子组成的二维多功能纳米材料,石墨烯及其衍生物具有优异的广谱抗菌抗病毒能力、较好的生物相容性、制备工艺简单等优点。石墨烯口罩是在构成普通口罩的纺粘无纺布之间的关键过滤层中,创新应用了新型石墨烯聚丙烯熔喷布材料而形成的新型防护口罩。

  
       新冠肺炎疫情暴发以来,中国航发航材院迅速利用材料技术优势,启动新型石墨烯口罩研发工作,短时间内建成石墨烯PP粒料生产线、新型石墨烯抗菌熔喷布生产线和新型石墨烯口罩中试生产线,全线打通石墨烯在生物医疗防护和环境净化领域的应用链条,完成从技术到产品的快速跨越。

       后续,中国航发航材院将积极开展上下游产业合作,加快石墨烯新型口罩推向医疗领域。

       熔喷布

       关键时刻,北京市政府协调中国石化紧急为他们调来了一吨熔喷布,缓解了燃眉之急。不仅如此,中石化还与他们建立了原材料采购的对接小组,持续提供了6吨左右的熔喷布,按照推算,这批材料可以生产800万只医用一次性口罩。

       最近几天,曾敬松正在忙着张罗扩大产能,在二月底前二十台设备已经到达了车间。

       纳通生物科技(北京)有限公司总经理 曾敬松:口罩的日产量会呈现几倍,甚至数十倍的增长,但是从未来产能增长的情况来看,我们的熔喷布等等其他原材料的需求暂时还是有缺口的。

       熔喷无纺布俗称口罩的“心脏”,是口罩中间的过滤层,具有很好的过滤性、阻隔性、保温性和吸附性,也是生产口罩的必不可少的重要原料。2月6日,“我有熔喷布,谁有口罩机”的帖子在网络上被网友们热转,这条来自中国石化的消息,让人感到有些意外,中国石化的熔喷布是从哪里来的呢?

       中国石化的微博

       熔喷布,简单来说就是由无数的细小熔喷料随机分布粘结在一起组合而成的。1吨熔喷布大约可生产100万只一次性医用口罩,而熔喷布就是在石化提炼过程中产生的熔喷料做成的。

       中国石化新闻发言人 吕大鹏:打个比方,中石化是种麦子的,熔喷料相当于一种特殊的面粉,熔喷布就是做成的面片、面皮,口罩就相当于拿着面片再做成花卷,四个工序。

       中国石化

       2月8日,生产熔喷料的重任就落到了燕山石化公司王素玉和同事的肩上,虽然王素玉曾经是熔喷料的国家标准制定者,10 年前燕山石化也有过开发熔喷料的技术储备,但生产装置早已经过时,熔喷料的技术指标等等参数也都早已不可同日而语。

        短时间内,不仅要让聚丙烯基料满足熔喷无纺布性能的要求,还要在生产过程中,去掉降解剂的气味,达到口罩生产的安全标准,每一步技术的突破,在平常,都需要花费几个月时间甚至更久。但王素玉和同事们硬是在 72 小时内就成功生产出第一批熔喷料基料。如今燕山石化已经累计生产出了宝贵的20余吨的熔喷料,并将其中的2.9吨成品发往下游熔喷无纺布厂家。

       熔喷料基料

       不仅仅是燕山石化,2月23日,上海石化紧急研发转产的熔喷料也试产成功,日产达到6吨,这些原材料,可以用来生产普通一次性医用口罩约600万只。随着石化企业转产熔喷料的成功,很多口罩生产企业将会逐步摆脱等料开工的窘境。吕大鹏还透露了一个重要信息,未来,中石化不仅仅生产熔喷料,还将新增 10 条生产线,直接生产熔喷布。

       中国石化新闻发言人 吕大鹏:这个时候一定要承担大责任,要有大担当。市场需要什么,我们就生产什么,市场紧缺什么,我们就去补什么,口罩生产能有多快,就要多快,能生产多少就要生产多少。我认为,这也体现出了一个央企,以及所有的企业都应该承担的社会责任和政治责任。

       整体而言,随着新型肺炎的来袭,本就复杂多变的市场环境或将随着疫情的爆发继续动荡不安,值得注意的是,多数行业整体受到负面冲击之时,口罩产业链却走进了社会聚光灯之下,备受关注,进而也引发了各路资本的入局。一方面,在入局企业的努力之下,通过技术创新等方式,口罩产能不断提升,进一步满足了疫情防控物资的及时补给以及市场对防护用品的迫切需求,也为相关企业的经营带来不可多得的发展机遇,以及激发了产业链的制造活力。但需要注意的是,随着市场炒作情绪的不断升高,依旧要警惕近期起伏不断的概念板块股价风险,且相关概念股的基本面或存在不够坚实的可能,对此,相关市场投资者应保持审慎观望的态度。
 
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