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【MBA中國(guó)網(wǎng)】當(dāng)前，我國(guó)正面臨著嚴(yán)重新型冠狀病毒感染的肺炎疫情，能夠有效攔截呼吸道飛沫和攜帶病原體的空氣微小顆粒物的防護(hù)濾材已成為防控疫情蔓延的重要物資。作為河南省唯一一所擁有紡織服裝優(yōu)勢(shì)特色學(xué)科的高校，我校紡織服裝產(chǎn)業(yè)研究院何建新教授團(tuán)隊(duì)在高效病毒防護(hù)用納米纖維空氣濾材與口罩關(guān)鍵技術(shù)及裝備方向取得了突破性進(jìn)展，主要研究成果如下：

1.可高效防護(hù)殺病毒的納米纖維制備關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)自主研發(fā)的線性電極靜電紡絲技術(shù)制備出直徑50-150 nm的納米纖維，以此類超細(xì)纖維為原料可加工出過(guò)濾精度100nm的超薄非織造濾材，能夠高效攔截呼吸道飛沫、PM2.5、病毒、油性顆粒等病原體傳播介質(zhì)，同時(shí)該技術(shù)可通過(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，能從根本上抑制病毒的傳播。

圖1納米纖維過(guò)濾材料與病毒、PM2.5顆粒、花粉、頭發(fā)絲電鏡照片對(duì)比圖

2.自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的納米纖維量產(chǎn)裝備研發(fā)。本團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)了高速線性靜電紡絲技術(shù)及裝備，獨(dú)立研制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)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)際領(lǐng)先水平。本裝備采用獨(dú)特的線型電極系統(tǒng)來(lái)制備納米纖維，具有操作簡(jiǎn)單，擴(kuò)展性強(qiáng)，模塊化操作，靈活性應(yīng)用的特點(diǎn)，可以通過(guò)該設(shè)備快速制備高品質(zhì)的納米纖維。

圖2自主研發(fā)的自由液面靜電紡絲產(chǎn)業(yè)化設(shè)備圖

團(tuán)隊(duì)先后開(kāi)發(fā)出了高速線性靜電紡絲實(shí)驗(yàn)機(jī)和中試機(jī)，并在2019年成功開(kāi)發(fā)了能夠組建生產(chǎn)線的模塊化納米纖維工業(yè)化設(shè)備，單套生產(chǎn)線寬幅1.8m，年產(chǎn)能可達(dá)50,000,000 m

3.高效低阻抗病毒納米纖維過(guò)濾防護(hù)材料。依托自主研發(fā)的靜電紡絲技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化裝備，團(tuán)隊(duì)先后開(kāi)發(fā)了高效低阻復(fù)合濾材產(chǎn)、納米纖維防霧霾窗、紗納米纖維過(guò)濾海綿、可清洗納米高效低阻濾材等一系列產(chǎn)品。納米纖維濾材具有高過(guò)濾精度和高過(guò)濾效率的特點(diǎn)，對(duì)細(xì)菌、病毒等病原體具有良好的過(guò)濾效果，可用于生物安全實(shí)驗(yàn)室空氣過(guò)濾器和醫(yī)用防護(hù)口罩的制造。

圖3納米纖維高效低阻濾材和納米纖維防霧霾窗紗

4.抗病毒防護(hù)口罩開(kāi)發(fā)。完成了具有病毒防護(hù)功能的納米纖維防護(hù)口罩的開(kāi)發(fā)，該口罩采用熔噴靜電棉和納米纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)形從微米到微納米級(jí)別的梯度過(guò)濾效應(yīng)，對(duì)0.3μm的標(biāo)準(zhǔn)顆粒物過(guò)濾效率在99.5%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于N95口罩（濾效大于95%）。而且，利用病毒殺滅劑改性紡絲原液，在納米纖維中摻雜了具有抗病毒效果的中草藥植物提取物，從物理攔截和生物殺滅兩個(gè)方面做到對(duì)病毒的安全徹底防護(hù)。

圖4本團(tuán)隊(duì)研發(fā)的防霧霾防病毒口罩結(jié)構(gòu)

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)明專利，其中已授權(quán)6項(xiàng)。目前已經(jīng)與河南匯博醫(yī)療股份有限公司在納米纖維功能敷料、納米纖維醫(yī)用口罩等產(chǎn)品展開(kāi)產(chǎn)學(xué)研合作，該研究已經(jīng)成功獲批中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技攻關(guān)項(xiàng)目和河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目。

編輯|呂晨倩

通訊員|何建新

責(zé)編|趙夢(mèng)迪 呂晨倩

出品|中原工學(xué)院新媒體中心