[科学技术]可水洗、酒精消毒膜法口罩扛起战“疫”担当

蛛网仿生膜材料，以及由该材料制成的空气体净化器和面罩。照片由受访者提供

金凤记者张金凤

熔喷布作为口罩过滤过程中的关键材料，其纤维直径仅为头发直径的三十分之一，是医用外科口罩和kn95口罩的“心脏”。近日，南京工业大学透露，南京工业大学化学工程学院膜科学与技术研究所(以下简称南京工业大学膜科学研究所)开发了一种新型过滤材料——纳米蛛网仿生膜，该膜不需要静电，但过滤效率高达99%，可水洗，可酒精消毒，使用寿命长。目前，该膜已应用于高性能膜口罩的生产。研究小组还向意大利国家研究院和美国过滤分离协会捐赠了一些口罩。

空气体含有大量带正负电荷的微粒污染物。传统熔喷材料孔径大，需要驻极体处理，利用静电可以提高过滤效率。当空气体中的带电粒子经过驻极体附近时，它们将被强吸附在驻极体纤维上，而不带电粒子将通过驻极体形成的电场中的感应而被极化，并且也将被吸附在纤维上。但由于环境中温度和湿度的影响，静电难以长期维持，过滤效率会迅速下降。所以传统熔喷布生产的医用口罩只能使用一次。

南京工业大学膜科学研究所的钟教授介绍说，他们研制的纳米蛛网仿生膜纤维直径在100-200纳米之间，纤维相互交织形成三维蛛网结构。“纳米蛛网仿生膜材料具有高孔隙率。孔径小，过滤精度高，无需添加静电，通过筛选拦截污染物，可有效过滤99%以上的非油性颗粒，有效拦截各种固体气溶胶、液滴和病毒，

目前大部分医用外科口罩都是一次性的，一般使用时间为4小时。kn95口罩虽然用了很久，但是不能长时间重复使用。这是因为通过充电吸收污染物的熔喷材料一旦遇到水就容易发生静电中和，从而导致口罩过滤效率的降低，因此熔喷面料生产的口罩在普通清洗后无法重复使用。

“纳米蛛网仿生膜材料孔径小，主要通过物理作用拦截污染物，无需担心液体接触效率降低的问题。”钟教授团队的吴表示，该团队研究人员将膜材料多次浸泡在水和75%酒精中后，过滤效率仍保持在99%以上，表明膜口罩可以用水清洗或用酒精消毒后重复使用，大大提高了口罩的利用率。

据报道，南方工业大学膜系开发的纳米蛛网仿生膜材料不仅可用于制作口罩，还可用于医用防护服、空气体净化器等领域。

钟表示，纳米蛛网仿生膜材料制成的防护服具有良好的抗菌、拒水性能，是医疗防护中最高档的医用防护服。其特点是人体的汗液可以向外散发，而外界的水、细菌、病毒无法进入。

在工业领域，双疏水改性的空气体净化膜可用于烟尘的超低排放控制。数百台工程设备得到推广应用，产生经济效益20多亿元。曾获中国石油化工联合会技术发明一等奖、中国薄膜工业协会科技一等奖、侯化工科技青年奖。

疫情期间，南京工业大学膜研究所先后向南京浦口慈善总会、意大利国家研究院、美国过滤分离协会等国内外机构捐赠了高性能膜口罩。此外，在南京市工业和信息化局和科技的帮助下，空气体净化膜技术也生产了许多企业的口罩。