口罩、护目镜、防护服、消毒剂 新材料赋予防护消毒用品超能力!
时间:20/03/10

2020的春天,大概是口罩诞生以来,最被需要的一个春天。“多一个口罩,就能多保护一个人”,为了多一个口罩,广大科研人员加班加点,在这个春天研发出多项实用的技术。


材料人们更是当仁不让,为口罩、护目镜、防护服、消毒剂等防护消毒用品,提出了一项又一项的新材料技术,为守护人类健康不懈努力!


下面,和新材料在线®一起来看看,新材料为防护消毒用品实现了哪些突破吧!


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口罩

▍纳米纤维过滤膜材料:让口罩可应急重复使用


研究机构/企业:清华大学


2月19日消息,清华大学国际研究生院李勃研究员团队与清华大学材料学院伍晖副教授团队启动了用于口罩中间过滤层材料的纳米纤维膜的二次开发。通过实验发现基于气纺纳米纤维超细的直径和高的的纤维密度,可以实现非静电方式的物理过滤,具有高的过滤效率和低的气阻,可以满足一次性医用口罩、医用外科口罩和医用防护口罩的技术要求,同时重复蒸气消毒后仍能维持高的过滤效率和低的气阻,可以满足民众在口罩短缺情况下的应急重复使用需求。


相关材料已经加快第三方检测工作,争取早日提供市场需要的材料产品。


▍气喷纺丝技术:一天可生产8吨口罩滤芯层原料


研究机构/企业:南京工业大学


2月26日消息,南京工业大学化工学院陈苏教授团队已将其研发的一种功能高分子材料投入量产,每天可生产8吨口罩滤芯层原料。


该团队研究出的微流体气喷纺丝技术,可以实现超细纤维的制备,平均直径65纳米,是目前纺丝技术中生产纤维最细的,过滤隔离病毒的效果也就更好。陈苏教授带领课题组在前期研究的基础上,利用其开发生产的纺丝原材料——熔喷料,实现了N95口罩滤芯材料的生产,1吨熔喷料可为20万只N95口罩提供滤芯层,从而有效缓解口罩供应紧张局面。


▍e-PTFE微滤膜平面防护口罩:提高使用率

研究机构/企业:中昊晨光


3月2日消息,中昊晨光e-PTFE微滤膜平面防护口罩已研制成功并顺利生产出货。e-PTFE微孔膜是由PTFE树脂经膨化拉伸后形成的一种具有微孔性的薄膜,其微孔分布均匀,孔径比熔喷布小约100倍,孔隙率高达80%以上,具有良好透气性和优异的过滤效率。


与传统熔喷布口罩静电吸附的原理不同,e-PTFE微孔膜口罩采用物理阻隔的方式,因此具有可多次水洗,提高使用率的优势。中昊晨光以非全氟辛酸型PTFE树脂制备的e-PTFE微孔膜口罩,经国家权威机构检测,过滤效率达到99%,而呼气和吸气阻力远低于标准限值,可以有效实现透气不透水、过滤PM2.5、抵御微生物和菌体进入体内的良好效果。


▍新型口罩滤膜:抗菌性能99.99%

研究机构/企业:广东工业大学等


3月2日消息,广东工业大学联手多个研究团队,研发出了纳米纤维静电纺丝批量生产设备以及医用口罩纳米纤维滤膜,产出的口罩抗菌性能可达99.99%。


截至报道时,由广工大实验室团队等单位自主研发的纳米纤维自动化生产线,每日可生产30万个抗菌杀菌口罩滤膜材料。口罩产品出厂即具备抗菌抑菌的性能,抗菌性能达99.99%。合作团队正进行设备升级,力争日产量可满足200万口罩生产需求。


▍口罩荷电再生技术:让“失效”口罩“浴电重生”


研究机构/企业:北京化工大学


3月4日消息,中国工程院院士、北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室主任陈建峰科研团队的一项名为“口罩荷电再生技术研究”已取得初步成效,为口罩再利用提供了一种简便易行的方法思路——仅靠普通家用电吹风、电风扇、电子点火器就能让“失效”的口罩“浴电重生”。


研究团队先后对一次性防尘口罩、一次性医用口罩、一次性医用外科口罩、国外进口KF94口罩等4类广泛使用的普通口罩,进行了荷电再生重复使用实验研究。目前试验测试表明,该技术方案对水洗后的口罩进行二次荷电处理,可恢复其大部分的原有带电量,保持良好的静电拦截微粒能力。


而再生口罩样品经国家劳动保护用品质量监督检验中心(北京)检测,结果显示:一次性医用口罩、一次性医用外科口罩和国外进口KF94口罩再生后,口罩重要指标(0.1微米微粒过滤效率,即阻隔率)与新口罩相当(衰减约0.5-1.5%);一次性医用外科口罩荷电再生循环10次后,其过滤效率与新口罩相当(衰减约0.5%);一次性防尘口罩再生后,其过滤效率较新口罩提升50%。


此项研究技术负责人、北京化工大学教授王丹特别强调,再生口罩作为非常时期应急之用,适用于较低风险暴露人员重复使用。不推荐用于密切接触患者的人群、医护人员及实验室工作人员。


▍微孔膜防护口罩:比普通口罩寿命高一倍以上


研究机构/企业:维杰大健康


3月4日消息,广州黄埔区一企业利用新型纳米材料微孔膜技术,开发了一款“微孔膜防护口罩”。该款口罩主要利用新型纳米材料及微孔膜技术研发而成。该材料的稳定性极高,防水、透气、耐高温,而有效防护时间可达到 8个小时以上,突破了全球一次性使用防护口罩4小时的使用期限。


“该口罩的中间层嵌入了PTFE纳米纤维微孔复合膜,对直径0.3微米的细小颗粒物的过滤性能超过95%(即达到KN95口罩防护级别)。”口罩研发生产方维杰(广州)大健康产业开发有限公司有关负责人表示。


▍替代“熔喷布”的新材料:可使用10次以上


研究机构/企业:朝晖公司


3月9日消息,浙江朝晖过滤技术股份有限公司研发了替代熔喷布的新材料。纳米级覆膜材料是一种新型可循环使用的口罩材料,属低阻、高效、易清洁的膜复合材料,可优化替代口罩生产关键材料“熔喷布”。


“该材料可以通过简单高温消毒、蒸煮消毒,反复使用10次以上,以公司现计划日产量7万平方米计算,相当于日产1750万只口罩。”朝晖公司负责人表示。


▍PTFE膜可替代熔喷无纺布 过滤效果91%以上


研究机构/企业:格尔泰斯


3月9日消息,浙江格尔泰斯环保特材科技有限公司研发的聚四氟乙烯PTFE双向拉伸微孔薄膜(以下简称PTFE膜)经检测符合民用口罩生产要求,可替代熔喷无纺布,解决了口罩生产原材料不足的“卡脖子”问题。


PTFE膜符合民用口罩生产要求且性能稳定,过滤效果达91%以上,产品呼吸阻力指标可双向达到90以下,成本也较目前熔喷布下降20%以上。


护目镜


▍3D打印医用护目镜:从研制到定型生产只花了7天


研究机构/企业:云箭集团


2月7日,湖南云箭集团有限公司生产的首批FDM-1型医用护目镜,通过长沙市市场监督局备案准入。这是一批运用3D打印技术研发制造的产品,仅用一周就实现从零研制到定型生产。


▍长效防雾涂层:解决护目镜起雾问题


研究机构/企业:深圳先进技术研究院


2月11日消息,中国科学院深圳先进技术研究院材料所喻学锋、杨新耕、康翼鸿博士等成功研发出具有医用防护面罩、护目镜等防雾功能的纳米涂层。该纳米厚度的涂层是利用团队自主开发的非离子表面活性剂,添加增稠剂等增加附着力,有效提高作用时间,在日常环境下防雾效果可持续10天。


为了严谨地测试产品效果,团队还将喷剂样品在医院进行测试,结果显示,医生使用喷剂后,可以在穿着防护服的情况下,连续五小时以上护目镜不起雾,十分有效地助力一线医护人员更专注、更安全地投入战斗。


▍防雾消毒湿巾:护目镜不再起雾


研究机构/企业:南方科技大学等


2月18日消息,南科大材料科学与工程系副教授孙大陟带领团队研制出了适用于护目镜的防雾消毒湿巾。使用湿巾简单擦拭,即可保证护目镜镜片长时间不起雾,对人体人眼无毒无害,并起到有效的消杀病菌作用。防雾湿巾使用方法非常简便,抽取湿巾擦拭镜片表面即可,每片防雾湿巾可至少擦拭一副护目镜,效果可至少持续一天,大大节省了医护人员清洁装备的时间。该产品由孙大陟和南科大首届毕业生张至共同发起创立的深圳南科新材科技有限公司和孙大陟课题组共同紧急研发赶制。


孙大陟团队此次研发的防雾消毒湿巾中含有特殊的安全无毒纳米材料,用其擦拭后,能在镜片等表面形成一层持久的透明亲水保护膜。这层保护膜会降低水滴表面张力,使小水滴形成水膜,大大降低光线被散射的可能性,从而消除雾气。同时,湿巾采用了75%酒精作为溶剂成分,对细菌病毒的有机结构有极强的破坏作用,使之可以有效灭活病毒、细菌等。

▍石墨烯防雾膜解护目镜起雾难题


研究机构/企业:浙江省石墨烯应用研究重点实验室


2月21日消息,依托中科院宁波材料所的浙江省石墨烯应用研究重点实验室刘兆平团队研发了护目镜石墨烯防雾贴膜,经应用连续佩戴6小时未起雾,防雾效果显著。


浙江省石墨烯应用研究重点实验室刘兆平团队在前期研究中发现功能化石墨烯涂层可有效防水雾,即利用功能化石墨烯涂层对固体表面进行超亲水修饰,使凝结的微小水滴能够在固体表面迅速铺展开、形成平整的水分子膜而不起雾,进而光线可以平行入射,并在人眼的视网膜上成像,达到防水雾增透的效果。

▍石墨烯除雾光疗护目镜:连续佩戴6小时不起雾

研究机构/企业:烯旺科技等


3月8日消息,烯旺科技创始人、江南石墨烯研究院名誉院长冯冠平联合清华大学长庚医院、江苏省石墨烯创新中心等多家单位,研制出石墨烯除雾光疗护目镜,经应用连续佩戴6小时不起雾。


石墨烯除雾光疗护目镜由罩架、罩片和头带组成,电池充电一次可连续使用6小时,且护目镜可消毒。该款护目镜利用功能化石墨烯透光性、电热特性,能帮助医用级护目镜高效防雾增透,缓解眼部疲劳、消除眼部浮肿,防止眼睛干涩酸胀,缓解过劳状态,有效保障医务人员健康,提升工作效率。石墨烯除雾光疗护目镜已于2020年2月28日获得医疗器械备案证。

▍界面防雾产品:护目镜不起雾


研究机构/企业:浩纳新材料


2月10日起,苏州浩纳新材料科技有限公司创始人朱红军博士便带领团队进行了界面防雾产品的开发,以解决医护人员护目镜起雾的难题。产品很快就达到了预期的效果,并通过了RoHS检测认证,第一批防雾产品已在3月初下线。


经朱博士介绍,其带领团队开发的防雾产品是基于超亲水浸润原理,通过纳米技术,在基材表面形成独特结构功能纳米膜,使得基材完全亲水。经防雾处理后,基材表面水的接触角趋于0度,水珠容易铺展成水膜,不会对光线造成影响,从而起到防雾的作用。其所采用的溶剂为酒精溶液,可以同时具有防雾和消毒的功能。


防护服/防护手套


▍防护新材料赋能高标准医疗防护服生产


研究机构/企业:中山博锐斯


2月21日消息,中山博锐斯新材料股份有限公司自主研制出高透湿型热塑性聚氨酯薄膜(TPU薄膜)。该TPU薄膜致密、阻隔性能好,无微孔,水分子在分子间运动传递,而细菌病毒却无法透过。中山博锐斯总工程师冷勇表示,它可广泛应用在防护服等医用物资方面。


中山博锐斯副总经理吴建其提到,TPU医用手套能提供优良水蒸气渗透性、防菌性和舒适性;TPU亲水膜能使伤口敷料具有透气、吸收功能;TPU与人体血液和组织相容性较好,可用于制作输血管和人造器官的材料。


▍以新技术研制隔离病毒防护手套


研究机构/企业:科天集团


2月11日消息,科天集团将水性聚氨酯技术创新应用在医用防护手套、口罩上,成功研发并生产出“一次性使用医用聚氨酯检查防护手套和聚氨酯隔离病毒防护手套”。其中一次性使用医用聚氨酯检查防护手套已于2月10日顺利投产。


据悉,水性聚氨酯是一种高科技材料,具有良好的生物安全性能。在家装材料、医疗器械等领域有着广泛的应用,但其精细化应用在医用防护器具上的瓶颈还噬待解决。


▍新材料助力医用防护服和手术服实现“三拒一抗”


研究机构/企业:陶氏公司


3月2日消息,陶氏特殊聚乙烯材料ELITE™和DOWLEX™是一次性医用防护服和手术服中透气薄膜的重要材料。通过特殊工艺可以在聚乙烯和碳酸钙表面上形成1-2 µm 的细小而均匀的微孔和通道,从而达到既能使水气顺利通过,而又同时阻挡血液等液体的目的。实现防护服“三拒一抗”的使用要求,为白衣天使们提供更好的保护和舒适性。


消毒产品

▍新型长效消毒产品:绿色、安全、长期高效


研究机构/企业:清华大学


2月12日消息,清华大学天津高端装备研究院表界面微纳技术研究所针对除菌消毒的应用需求,在之前技术储备的基础上,以最快的速度研发出以缓释二氧化氯技术为核心的消毒除菌凝胶,提供绿色、安全、长期高效的消毒除菌新手段。


清华高端院表界面所常务副所长杜川的科研团队调整了之前已有产品配方,根据不同场所消毒要求,长期在一定区域内实现稳定的二氧化氯浓度,从而达到长效持续消毒,起到防止病毒传播的效果。一瓶消毒除菌凝胶可以在10—20平方米的房间使用1—2个月,经检测,杀菌率达到99.9%。而且其挥发浓度仅为美国国家职业安全卫生协会建议暴露限值0.1ppm的三分之一,在保证消杀效果的同时,不会对人体健康产生影响。

▍纳米银离子长效抗菌消毒剂:30秒高效灭菌


研究机构/企业:纳米科技


2月25日消息,苏州诺菲纳米科技公司此次研发生产的纳米银离子长效抗菌消毒剂可30秒高效灭菌,24小时持久抗菌,同时使用安全,不易燃不易爆,不会产生二次灾害。


如果您所在的研究团队也有开发出用于防护消毒产品的新材料,欢迎留言与我们互动~

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