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,新利18彩票 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!
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。
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。
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,新利18彩票 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,新利18彩票 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