【热门】中国“耐火纸之父”研制防霾口罩：PM2.5过滤率超95%

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口罩看起来很常见，但使用的材料很讲究，满足了看起来矛盾的两个特征。 必须过滤微粒，使透气性舒适。 前几天，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰领导的科学研究小组开发了能有效去除空气pm2.5的新滤纸和口罩，对空气pm2.5和pm10粒状物的过滤效率超过95%，透气性良好 相关研究的结果发表在英国皇家化学会《材料化学期刊a》( Journalofmaterialschemistrya )上，申请了发明专利 新型羟基磷灰石长纳米线类过滤纸及以其为过滤器原材料的过滤器掩模 朱英杰在接受澎湃信息( thepaper )采访时表示:“以前传来的口罩使用普通的纱布、无纺布作为过滤材料，这些植物纤维粗，纤维间空隙大，对pm10以上的粒子有很高的过滤效果，但 “pm2.5微粒是环境空气力学直径在2.5微米以下的微粒，空气中的含量越高，空气污染越严重。 一般粒状物的粒径大于2.5μm时，可以用鼻腔绒毛、鼻子或通常的防护面罩直接遮挡在外面 朱英杰团队此次开发的这个防护口罩使用羟基磷灰石(也是骨架和牙齿中的主要无机成分)的长纳米线作为主要构筑材料，与植物纤维复合形成多级复合细孔结构，不要维持空气pm2.5微粒的高过滤效率 有趣的是，朱英杰和羟基磷灰石已经交往了近十年 年，朱英杰团队又成功制造了新的羟基磷灰石耐火纸，受到科学界的广泛关注，被称为“耐火纸之父” 朱英杰于2002年1月入选中国科学院“百人计划”回国，获得过上海市自然科学一等奖等荣誉，年、年和年连续3年入选elsevier发表的中国高被吸引学者排行榜，现在是中国科学院上海硅酸盐研究所的生物纳米 过滤效率在95%以上朱英杰说，现在这种新的羟基磷灰石超长纳米线基滤纸和以该材料为过滤器材料的过滤掩模是基于以前的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸开发的，依然是高性能的 “羟基磷灰石其实是人体内的材料，是典型的生物材料，生物兼容性特别好，环境友好，无毒无害，口罩需要与人体接触，因此这种材料非常合适。 选定主材料后，面临的主要问题是满足pm2.5防护口罩的过滤效率 “我们把羟基磷灰石制成新的滤纸后，纳米线彼此缠绕形成了三维互联网的多孔结构。 孔的尺寸是纳米级的，属于纳米孔。 pm2.5粒子的粒径比我们滤纸的孔的尺寸大，挡不住，所以过滤效率高 “当然，单纯地满足过滤效率也并不难 “如果用100%羟基磷灰石制作口罩，pm2.5的过滤效率会达到100%，但纯纳米线滤纸的透气性不太好。 ”口罩的两个最重要的性能是过滤效率和透气性 “透气性不好的话，戴一次就会感到呼吸困难、呼吸困难等不舒服。 》为了平衡透气性问题，研究小组引进植物纤维和羟基磷灰石纳米线进行了复合 “均匀再结合后，形成多级孔隙结构 我们的实验结果表明，植物纤维的最佳比例为15%到20%，以这个最佳比例可以显着改善透气性。 朱英杰说:“我们实验得到的过滤效率95%以上实际上比较保守，可以100%，但其中有矛盾，过滤效率越高通气性越差。 我们保持着保证口罩透气性的平衡。 研究表明，这种新型滤纸在中度、重度、严重污染等不同程度的空气污染环境中，对pm2.5微粒的过滤效率超过95% 另外，该新型滤纸可以反复多次或长期采用，可以期待作为空气净化器或空调等产品的高效元件材料的应用 朱英杰还强调，这个pm2.5防护口罩将来有抗菌作用。 “加入少量抗菌剂复合，可以对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等一般细菌具有很高的抗菌活性 pm2.5微粒本身危害人体健康，也可以观察到有毒有害物质、病毒、细菌的有载体 为了尽快使产品和技术产业化，为了真正发挥这种新的pm2.5防护口罩的作用，必须推进产业化 朱英杰说:“我们致力于产业化，现在正在谈论合作的事件。 今后想和公司合作，尽快使我们的技术和产品产业化”。 “但是，产业化并不容易 上海纳米口罩公司的一位人士对澎湃信息( thepaper )表示:“真正的产业化面临技术、经济等各方面的问题，大规模生产和实验室的小批量实验完全不同，而且还需要考虑能否大规模生产，消费很高。 这个人还强调，真正产业化的东西，当然实验室也需要专心研究，实验室的数据和经验没有积累，产业化也不容易。 该相关人士表示，关于pm2.5口罩的研究在这两年间将急剧增加 “现在不仅研究了新材料，以前传来的熔喷也取得了进步，过滤效果也更好，阻力(与通气性相关)也越来越低。 熔喷是以往常见的防尘面罩的芯过滤材料，是含有静电驻极体的无纺布，纤维比通常的无纺布细(直径1-5微米)，用静电吸附粉尘 美国多元化科技企业3m是熔喷的祖先，无论是工业行业还是现在的民间防模糊口罩行业，3m口罩在市场上的地位都是不可动摇的 但是，熔喷布的一大致命缺点静电衰减意味着掩模的采用寿命短，是业界也在研究的课题 朱英杰还说:“熔喷布的缺点包括难以清洗、短时间采用后电阻上升快、呼吸不舒服等问题。” 另外，朱英杰认为熔喷布还存在着难以将抗菌功能等多种功能一体化的其他缺点。 因此，现在，在防阴天口罩行业的这个新阵地，新旧材料备受期待。 国内除了中国科学院上海硅酸盐研究所这次开发的成果外，浙江大学常州工业技术研究院、大连理工大学、武汉纺织大学等大学和机构也相继宣布成功开发口罩 大连理工大学团队说，使用静电纺丝纤维膜制作元件的防雾面罩，pm2.5的过滤效率接近100%，直径0.3微米的空气悬浮粒子的过滤效果也高达99%，这样高的过滤效率没有增加呼吸负担 值得注意的是，市场防雾口罩的质量实际上是参差不齐的 朱英杰说:“现在市场上很多pm2.5口罩存在的第一个问题是过滤效率低，现在有的过滤口罩的过滤效率不到50%，只有10几%。” 有些透气性不好。 当然，在人直接采用口罩中，甲醛、ph、可分解的致癌性芳香氨染料、微生物等也包含在质量指标中 为了规范市场和领域的竞争，国家标准化管理委员会于去年7月开始了gb/t 32610—标准制定项目计划，于去年4月25日正式公布，于同年11月1日正式实施。 gb/t 32610—日常防护型口罩技术规范》是中国第一个民间防护口罩国家标准 迄今为止，只是制定了医疗用及工业用防护口罩的标准 (本文来自澎湃信息，越来越多的原始信息请下载《澎湃信息》app )