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[紫牛新闻]“膜法”口罩防护服,抗菌拒水又耐用,“纳米蛛网仿生膜”黑科技在战疫中“施魔法”!

时间:2020-04-27 来源:紫牛新闻 作者:张金凤 摄影: 编辑:戴婧 上传:
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自新冠肺炎疫情暴发以来,口罩和防护服市场需求量越来越大。为缓解当前市场熔喷布供不应求的紧张局面,南京工业大学化工学院膜科学技术研究所仲兆祥教授研发团队充分发挥专业优势,开发了一种新型过滤材料——“纳米蛛网仿生膜”,并应用到高性能膜法口罩和医疗防护服的生产中,用“膜技术”在战“疫”中发挥神奇作用!

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用新技术生产的膜法口罩。

无需加静电,“纳米蛛网仿生膜”能过滤99%以上非油性颗粒

“相比于纤维无序堆积的普通熔喷材料,我们的纳米蛛网仿生膜具有孔隙率高、孔径小、过滤阻力低、过滤精度高等优势。”仲兆祥教授介绍,纳米蛛网仿生膜纤维直径在100-200nm范围内,只有头发丝直径的三十分之一,比蛛丝还要细多了,且纤维之间相互交错,形成三维蛛网状结构,形成的微孔小到极点。

仲教授说,通常空气中含有大量带有正电荷与负电荷的细颗粒污染物,当空气中的这些带电粒子经过驻极体附近时,会被强烈吸附在驻极纤维上,同时不带电的粒子会在驻极体形成的电场中因感应而极化,也会被吸附在纤维上。传统熔喷材料本身孔径较大,需要采用添加静电的方式提高过滤效率,而静电受环境中温度湿度等影响,在短时间内就会失效,因而过滤效率急速降低。

而纳米蛛网仿生膜材料,因其孔隙率高、孔径小、过滤阻力低、过滤精度高的特点,无需加静电,通过筛分作用截留污染物,能有效过滤99%以上的非油性颗粒,有效拦截各种固体气溶胶、飞沫和病毒,同时具有良好的透气性,不会产生呼吸的不适感。

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南工大科研人员在研发新产品。

水洗、酒精浸泡多次也没事,可长期反复使用

据了解,目前市场上的医用外科口罩多是一次性的,KN95口罩虽然使用时间长一些,但也不能长期反复使用。这是因为通过荷电作用吸附污染物的熔喷材料,一旦遇水容易发生静电中和现象,会导致口罩过滤效率降低,因此用熔喷布生产的口罩在普通清洗后就无法重复利用。

“纳米蛛网仿生膜材料孔径极小,主要通过物理作用截留污染物,无需担心遇液体效率降低的问题。” 仲兆祥教授团队的博士生武军伟介绍说,他们通过试验,将膜材料在水中和75%酒精中浸泡多次后,过滤效率不受影响,均保持在99%以上,说明膜材料口罩可以用水清洗或者酒精消毒后重复使用,这样大大增加了口罩的利用率。

“我们从使用寿命、重复使用性和透气性等方面进行的多次对比实验结果表明,纳米蛛网仿生膜材料作为一种新型过滤材料,与传统熔喷材料对比,具有更加优异的截留及透气性能,因而能够重复使用,寿命更长。”仲兆祥教授说。

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纳米蛛网仿生膜口罩。

还能制作医疗防护服、空气净化器等,“膜技术”应用范围广

扬子晚报紫牛新闻记者了解到,南京工业大学化工学院膜科所研发的“纳米蛛网仿生膜”材料,除了可用于制作高性能口罩外,还可以用于医疗防护服、空气净化器等领域。

仲兆祥教授介绍说,基于纳米蛛网仿生膜材料制作的医疗防护服,具有良好的抗菌拒水性能,是医疗防护中等级最高的医用防护服,它的特点是人体的汗气可以向外散发,而外面的水和细菌病毒等不能进入。

“纳米蛛网仿生膜材料每平方厘米约有 10 亿个孔,孔隙率高达 90%以上,孔径为 0.2 μm左右,是水滴直径的万分之一,但比水汽分子的尺寸大 700 倍左右,液态水进不来,汗气可以透出,从而能达到优异的防水透湿性。”

另外,在工业领域,经过双疏改性的空气净化膜用于烟尘的超低排放控制,已经推广应用了上百套工程装备,产生经济效益20多亿元,该项技术先后获得中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖、中国膜工业协会科学技术一等奖、侯德榜化工科学技术青年奖等。

目前,南京工业大学研制的空气净化膜材料和膜法口罩已经在上百家单位使用,为坚持在防疫一线的工作人员提供了有力保障。近期,南工大化工学院膜科所也陆续收到南京市浦口区慈善总会、意大利国家研究院、美国过滤与分离协会等国内外机构的感谢信。在南京市政府召开的防疫物资主题会议上,南工大的空气净化膜技术受到了南京工信局、科技局等部门的高度重视,并落实了多家企业进行新产品的生产对接。

通讯员 张金凤 扬子晚报/紫牛新闻记者 缪礼延

编辑 : 李燕

2020年4月26日《紫牛新闻》:https://wap.yzwb.net/wap/news/470407.html