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让每只口罩发挥最大效能,荷电再生技术做到了
时间:2020-04-29 08:38:50    来源:科技日报    

  随着国内新冠肺炎疫情防控常态化,加之复工复产节奏加快,人们对口罩的需求再次增多。值得关注的是,伴随疫情在全球持续蔓延,口罩产品的供需矛盾依然突出。

  在保证安全的情况下,如何让每只口罩发挥最大效能?中国工程院院士、北京化工大学教授陈建峰团队研发的口罩荷电再生重复使用技术给出了肯定答案。日前,在英国皇家工程院发起的多国工程院响应新冠肺炎疫情视频会议上,这一接地气的科研成果受到多个国家工程院的认可。

  “口罩过滤的原理,主要是利用静电吸附以及纤维排列后对超细颗粒和飞沫的阻隔,口罩中间的荷电层对于携带病毒细菌等微粒或飞沫防护起到重要作用。”陈建峰在接受记者采访时说,口罩使用过程中,因细菌病毒在静电层的沉积以及哈气(水汽)等导致荷电层静电的消除,都会损伤其过滤效果,甚至失效。

  简言之,口罩用一段时间就得废弃,是因为口罩中层静电过滤作用失效了。陈建峰表示,应急中若想重复使用口罩,需着重考虑两个问题:一是如何杀死或去除沉积到口罩上的新冠病毒等病毒细菌;二是如何为中间静电层补充静电。

  自2月以来,在科技部应急攻关项目支持下,由陈建峰牵头,紧急组织全国优势产学研力量,围绕“可重复使用防护口罩关键技术及产业化”重大需求开展应急科研攻关。

  “口罩可重复使用的关键技术问题之一,就是在不破坏口罩材料及微观结构的情况下,重新恢复口罩过滤层电荷或将外界电荷转移过滤层,即荷电再生。”口罩荷电再生重复使用技术负责人、北京化工大学教授王丹解释说,针对非医疗环境下普通口罩的重复使用,研究团队提出口罩荷电再生技术,通过“热水灭毒、荷电再生、纸屑检验”3个步骤对口罩进行处理,就能实现应急情况下口罩的重复使用。

  具体来说,将使用后的一次性医用无纺布口罩置于56℃以上的热水泡30分钟消毒处理,随后用普通电吹风机吹烘约10分钟吹干并荷电处理,再通过纸屑吸附检验,荷电成功便可再次使用。

  针对4种广为使用的普通口罩——一次性医用口罩、医用外科口罩、韩国KF94口罩、国产KN95级防护口罩,研究团队按相应标准测试过滤效率,结果表明再生口罩与新口罩相比,过滤效率衰减0.6%至2.3%,满足相关口罩标准中过滤效率指标。

  “以材质良好的KN95级防护口罩为例,我们开展了口罩耐高温性试验,经高压蒸汽灭菌,然后干燥处理荷电再生方法,结果表明再生口罩的过滤效率与新口罩相当。”王丹说,大量科学研究和技术成果表明,口罩重复使用是可行的。需要注意的是,再生口罩适用于较低风险暴露人员重复使用。

  “我们对多种品牌的口罩实验后,验证了口罩荷电再生重复使用技术的有效性,解了防疫、复工的燃眉之急。”浙江闰土集团公司总经理徐万福说,之前公司为每个员工每天发放一个一次性医用口罩,后改为每人每3天发放一个,自2月20日至3月30日,共节约口罩12.25万只。

  “口罩的可重复使用以及产业化,在保证安全的情况下,能让每一只口罩发挥最大效能。”在陈建峰看来,应急时期利用净化和重复使用技术“获得”的口罩,社会效益显著,缓解市场需求与供给矛盾的同时,能够节约资源、减少环境污染。

  有人会问,一只口罩能重复使用多少次?现有的口罩标准,对口罩佩戴时间、使用次数等并无明确规定。

  按照北京市相关要求,近日,北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室团队牵头制定了国际首个《可重复使用民用口罩》团体标准。该标准指出,可重复使用民用口罩应该耐受洗消不少于3次,累计佩戴时长不低于24小时,口罩无明显变形;过滤效率与KN90级口罩性能指标一致;存储时间不少于5年等。

  “可重复使用口罩项目的科学研究和标准制定,既考虑到疫情防控的短期应急之需,也兼顾了长期战略储备的需求。”陈建峰说,项目团队会积极推广该技术,为全球抗疫提供科学方法。 (记者刘垠)

编辑:晏语悦
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