31日從中國航發獲悉,中國航發航材院科研人員成功研發出抗菌性更強、透氣性更好、使用時間更長的新型石墨烯口罩。
石墨烯口罩這樣制作
石墨烯是由碳原子以 sp2 雜化連接的單原子層構成的新型二維原子晶體,其基本結構單元為有機材料中最穩定的苯六元環,它可以被看做是構成零維的富勒烯、一維的碳納米管及三維的石墨和金剛石的基本結構單元。單層石墨烯的厚度僅為0.35 nm,是世界上已知最薄的二維材料,具有豐富而奇特的物理化學特性,如石墨烯的比表面積高、導熱性和力學性能突出、電子傳遞性能非凡,并具有一定的抗菌活性,可應用在電子、信息、能源、物理學、生物醫藥和材料學等領域,具有廣闊的應用前景。同時有研究表明,石墨烯是一種生物相容材料。
中國航發航材院科研人員介紹,石墨烯口罩是在構成普通口罩的紡粘無紡布之間的關鍵過濾層中,創新應用了新型石墨烯聚丙烯熔噴布材料而形成的新型防護口罩。相比普通口罩,新型石墨烯口罩抗菌性更強,石墨烯作為二維碳納米材料,能在熔噴布上形成天然的“納米刀”,在自然呼吸的作用下,破壞病菌的細胞壁,起到良好的殺菌作用。石墨烯材料還具有大的比表面積和疏水性,可以有效通過接觸或插入方式吸附結合細菌表面的磷脂分子,從而破壞其細胞膜結構。同時,石墨烯材料會通過包裹方式將細菌同周圍介質隔離,進一步起到抑菌作用。
相比傳統口罩有效使用時間為4小時,新型石墨烯口罩的使用時間超過48小時,是傳統口罩的12倍以上,且新型石墨烯口罩在連續佩戴48小時后過濾效能僅降低4%,且具備理好的透氣性。
新冠肺炎疫情暴發以來,中國航發航材院利用材料技術優勢,啟動新型石墨烯口罩研發工作,僅用25天就迅速建成石墨烯PP粒料生產線、新型石墨烯抗菌熔噴布生產線和新型石墨烯口罩中試生產線,全線打通了石墨烯在生物醫療防護和環境凈化領域的應用鏈條。