河南商報(bào)記者 郭丁然 受訪者供圖

一場(chǎng)疫情讓口罩成了所有人必備的防疫物資。N95/KN95這些專(zhuān)業(yè)技術(shù)指標(biāo)，也被人們廣泛熟知。

最近，中原工學(xué)院何建新教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米纖維濾材，或許要打破人們對(duì)濾材的普遍認(rèn)知。

據(jù)介紹，這種材料過(guò)濾效果可達(dá)99.5%以上，還更輕薄。如果非要通俗地打個(gè)比方，那么用上這種材料的口罩，就好比成了“N995”。未來(lái)，我們的防護(hù)服、空氣凈化器、甚至窗紗都可能用上這種材料。

該新材料在窗紗領(lǐng)域的應(yīng)用示意圖

更“耐用”，過(guò)濾效率可達(dá)99.5%以上

2月18日上午，河南商報(bào)記者聯(lián)系到該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)負(fù)責(zé)人中原工學(xué)院紡織服裝產(chǎn)業(yè)研究院何建新教授，對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)一探究竟。

“目前，傳統(tǒng)的口罩濾材制作工藝是‘微米級(jí)’熔噴技術(shù)，而我們采用的是‘納米級(jí)’線性電極靜電紡絲技術(shù)。” 何建新教授告訴河南商報(bào)記者。

據(jù)何建新介紹，傳統(tǒng)的一次性醫(yī)用口罩和N95口罩主要依靠熔噴無(wú)紡布的“靜電吸附”作為主要過(guò)濾手段。這種口罩接觸水等物質(zhì)后會(huì)逐步失去靜電，導(dǎo)致過(guò)濾效果大幅下降。

而他們研發(fā)的納米纖維空氣濾材，主要依托的是“物理孔徑”過(guò)濾原理。通俗來(lái)講，這種濾材是利用更細(xì)的“網(wǎng)眼”達(dá)到過(guò)濾效果。

“只要物理結(jié)構(gòu)不被破壞，即使在完全去除靜電后過(guò)濾效率依然可以穩(wěn)定在80%以上。” 何建新介紹。

截至目前，該團(tuán)隊(duì)在納米纖維產(chǎn)業(yè)化裝備和納米纖維產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面已申請(qǐng)10多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，其中已授權(quán)6項(xiàng)。

根據(jù)其團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，使用了新技術(shù)的口罩，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)顆粒物過(guò)濾效率在99.5%以上，完全去除靜電后過(guò)濾效率依然穩(wěn)定在82%以上。

何建新表示，他們已經(jīng)將研發(fā)的納米濾材送往專(zhuān)業(yè)的測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，近期應(yīng)該能拿到測(cè)試結(jié)果。

納米纖維過(guò)濾材料和病毒等的對(duì)比圖

更輕薄，未來(lái)防護(hù)服也可以使用這種材料

利用納米新材料制成的口罩還有哪些優(yōu)勢(shì)？透氣性咋樣？

“相比傳統(tǒng)的口罩，用這種新材料制成的口罩會(huì)更輕薄。”何建新教授說(shuō)，傳統(tǒng)N95口罩約重40-60g，采用他們研發(fā)的新技術(shù)后，口罩重量?jī)H需要15－18g，其中納米材料僅占約4g。

該技術(shù)在口罩領(lǐng)域應(yīng)用示意圖

“口罩更輕的同時(shí)，透氣性不變，甚至?xí)谩?rdquo; 他介紹。

這么厲害的“黑科技”材料，成本高嗎？

“單純從原材料來(lái)看，折合到每個(gè)口罩，材料成本大約只增加幾分錢(qián)。”何建新告訴河南商報(bào)記者，這種納米新材料還可以運(yùn)用于防護(hù)服，使防護(hù)服更輕便。

此外，該技術(shù)還可以通過(guò)原液摻雜納米銀、中草藥提取物而使材料具備生物殺菌功能。

自主研發(fā)的自由液面靜電紡絲產(chǎn)業(yè)化設(shè)備圖

原材料已具備量產(chǎn)能力

河南商報(bào)記者了解到，這項(xiàng)新技術(shù)可能會(huì)以更快的速度走到我們的生活，投入到抗疫一線。

“我們已經(jīng)具備了原材料量產(chǎn)的能力。”據(jù)何建新介紹，經(jīng)過(guò)多年努力，其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的納米纖維量產(chǎn)裝備研發(fā)。

據(jù)了解，這套裝備包含了線性電極紡絲系統(tǒng)、封閉式溶液涂布系統(tǒng)、連續(xù)化接收系統(tǒng)、循環(huán)供液系統(tǒng)、恒溫恒濕系統(tǒng)、溶劑回收系統(tǒng)以及超聲復(fù)合系統(tǒng)。

與國(guó)內(nèi)外多針頭紡絲設(shè)備相比，單臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)效率提高了10倍，并把設(shè)備成本大幅度降低至30%，在行業(yè)內(nèi)處于國(guó)際先進(jìn)水平。單臺(tái)設(shè)備可日產(chǎn)8000㎡-10000㎡納米纖維膜，每天產(chǎn)能可滿(mǎn)足25萬(wàn)只口罩濾芯材料的需求。

目前，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與相關(guān)醫(yī)療器械企業(yè)開(kāi)展合作，提供濾芯材料，產(chǎn)品出產(chǎn)后，將投入抗疫一線。

未來(lái)，不僅可以利用在口罩等防疫物資領(lǐng)域，在空氣凈化器濾芯、窗紗等領(lǐng)域都有望看到這種新材料的身影。