冬奧健兒領(lǐng)獎專用口罩里藏著青大“黑科技”
納米纖維膜提供“超級”防護網(wǎng)，同時透氣、導(dǎo)濕、防霧、綠色環(huán)保
青島日報社/觀海新聞2月8日訊 中國冬奧健兒站上領(lǐng)獎臺的一刻讓無數(shù)國人為之振奮，而人們不知道的是，他們領(lǐng)獎時佩戴的專用口罩大有門道—納米纖維膜給口罩加上了一層細密的“防護網(wǎng)”，對細菌、病毒和各種顆粒物的過濾效果遠超傳統(tǒng)熔噴無紡布，同時還具有透氣、導(dǎo)濕、防霧功能以及綠色環(huán)保的特點。這種全新納米纖維膜材料由青島大學(xué)房寬峻教授團隊與愉悅家紡有限公司聯(lián)合研發(fā)而成。
納米纖維膜材料制作的口罩。青島大學(xué)供圖
據(jù)了解，3萬只納米纖維膜防護口罩作為北京冬奧會“定制口罩”，主要作為運動員領(lǐng)獎時的口罩使用。別看口罩薄薄一片，里面卻蘊藏著攻克了一系列難題才取得的“黑科技”。青島大學(xué)生態(tài)紡織省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心主任房寬峻告訴觀海新聞記者，人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫姆雷o口罩主要是利用靜電吸附原理來吸附病毒，隨著靜電的衰減，口罩對病毒的阻隔效率不斷降低，因此這種口罩都是一次性、臨時性的。同時，伴隨著人們的呼吸，普通防護口罩內(nèi)層總會聚集一些小水珠，水汽還會附著到眼鏡上，影響口罩佩戴的舒適度。納米纖維膜防護口罩完美解決了這些問題，納米級的阻隔材料就像一層超級細密的防護網(wǎng)，充分阻隔各種微小顆粒、細菌、流感病毒、新冠病毒等，只要口罩不損壞，其防護效果便是長久的，可長期使用。同時，納米纖維膜防護口罩的內(nèi)層布和外層布所使用的材料吸水性不同，可以將水汽傳遞到外層，形成單向?qū)窆δ埽@樣就可以保持口罩干爽透氣，免去了眼鏡起霧的困擾。
青島大學(xué)與愉悅家紡聯(lián)合研發(fā)的納米纖維膜用于北京冬奧會“定制口罩”。 愉悅家紡供圖
作為北京冬奧會“定制口罩”，納米纖維膜防護口罩還具有綠色環(huán)保的特點。房寬峻介紹，目前大部分納米纖維材料需要使用有機溶劑把高分子材料溶解并配成溶液，然后用靜電紡絲工藝將溶液“紡織”成納米級纖維。這種生產(chǎn)工藝在實驗室中進行小型實驗尚可，用于工廠批量化生產(chǎn)卻不可行，因為大量溶劑的使用不僅會造成空氣污染，還由于易燃易爆的特性，令生產(chǎn)過程存在極大安全隱患，這也是制約納米纖維材料工業(yè)化生產(chǎn)的最大現(xiàn)實難題。青島大學(xué)的“黑科技”之一，就在于用水作溶劑，同時又攻克了固化交聯(lián)等一系列難題，將水溶性材料變?yōu)榉撬苄圆牧希a(chǎn)過程環(huán)保又安全，實現(xiàn)了綠色環(huán)保納米纖維的產(chǎn)業(yè)化。
納米纖維膜材料制作的防護服。青島大學(xué)供圖
從實驗室到工廠，技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地實際上非常有難度。“我們做一個小尺寸的納米纖維膜樣品很容易，但是批量化生產(chǎn)口罩需要設(shè)計開發(fā)研制專門的生產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)連續(xù)化、穩(wěn)定化生產(chǎn)，這其中攻克的難關(guān)太多了。”房寬峻舉例說，紡絲區(qū)域是一個開放體系，卻要讓溫度濕度維持恒定數(shù)值，這就如同家里開著門開著窗還要保持恒溫恒濕一樣，是生產(chǎn)過程中必須解決的難題。雖然納米纖維膜防護口罩小小一片，其生產(chǎn)卻涉及材料、機械、自動化、流體力學(xué)等多學(xué)科交叉。
其實，在此次北京冬奧會之前，青大與愉悅家紡聯(lián)合研發(fā)的納米纖維膜就已經(jīng)為運動員們“保駕護航”了。運動健兒們赴美國、加拿大等國家參加比賽所穿戴的防護服、口罩，以及東京奧運會記者團所佩戴的口罩就有納米纖維膜的身影。據(jù)了解，房寬峻教授團隊還在開發(fā)納米纖維膜新的應(yīng)用領(lǐng)域，比如高鐵、飛機等交通工具的空氣過濾材料，特種車輛發(fā)動機的空氣過濾材料等。（青島日報/觀海新聞記者 王沐源）
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