可水洗、酒精消毒 膜法口罩扛起戰“疫”擔當
作為口罩過濾環節的關鍵材料，纖維直徑只有頭發絲三十分之一的熔噴布，是醫用外科口罩和KN95口罩的“心臟”。近日，南京工業大學透露，該校化工學院膜科學技術研究所(以下簡稱南工大膜科所)研發出一種新型過濾材料——納米蛛網仿生膜，這種膜無需加靜電，但過濾效率可達99%，同時還能水洗、酒精消毒，使用壽命較長。目前，該膜已經應用到高性能膜法口罩的生產中。研究團隊還向意大利國家研究院、美國過濾與分離協會捐贈了部分口罩。
空氣中含有大量帶有正電荷與負電荷的細顆粒污染物，傳統熔噴材料孔徑較大，需要經過駐極處理，帶有靜電后能提高過濾效率。當空氣中的帶電粒子經過駐極體附近時，會被強烈地吸附在駐極纖維上，同時不帶電的粒子會在駐極體形成的電場中因感應而極化，也會被吸附在纖維上。但靜電受環境中溫度濕度等影響，難以長久保持，過濾效率也會急速降低，所以傳統熔噴布生產的醫用口罩只能一次性使用。
南工大膜科所仲兆祥教授介紹，他們研發的納米蛛網仿生膜纖維直徑在100—200納米范圍內，纖維之間相互交錯，形成三維蛛網狀結構，“納米蛛網仿生膜材料孔隙率高、孔徑小、過濾精度高，無需加靜電，通過篩分作用截留污染物，能有效過濾99%以上的非油性顆粒，有效攔截各種固體氣溶膠、飛沫和病毒，無需擔心遇液體過濾效率降低的問題，同時具有良好的透氣性，不會產生呼吸的不適感。
目前，大多數醫用外科口罩都是一次性的，一般使用時間為四小時，KN95口罩雖然使用時間長一些，但也不能長期反復使用。這是因為通過荷電作用吸附污染物的熔噴材料，一旦遇水容易發生靜電中和現象，會導致口罩過濾效率降低，因此用熔噴布生產的口罩在普通清洗后無法重復利用。
“納米蛛網仿生膜材料孔徑小，主要通過物理作用截留污染物，無需擔心遇液體效率降低的問題。”仲兆祥教授團隊的武軍偉介紹說，團隊研究人員將膜材料在水中和75%酒精中浸泡多次后，過濾效率不受影響，均保持在99%以上，說明膜材料口罩可以用水清洗或者酒精消毒后重復使用，這樣大大增加了口罩的利用率。
據介紹，南工大膜科所研發的納米蛛網仿生膜材料除了可用于制作口罩外，還可以用于醫療防護服、空氣凈化器等領域。
仲兆祥說，基于納米蛛網仿生膜材料制作的防護服，具有良好的抗菌拒水性能，是醫療防護中等級最高的醫用防護服，它的特點是人體的汗氣可以向外散發，而外面的水和細菌病毒等不能進入。
在工業領域，經過雙疏改性的空氣凈化膜可以用于煙塵的超低排放控制，已經推廣應用了上百套工程裝備，產生經濟效益20多億元，先后獲得中國石油和化學工業聯合會技術發明一等獎、中國膜工業協會科學技術一等獎、侯德榜化工科學技術青年獎等獎勵。
疫情期間，南工大膜科所已經先后向南京市浦口區慈善總會、意大利國家研究院、美國過濾與分離協會等國內外機構捐贈了高性能膜法口罩。此外，在南京市工信局、科技局的幫助下，空氣凈化膜技術也對接到多家企業進行口罩生產。(金鳳 通訊員張金鳳)
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