冬奥健儿领奖专用口罩里藏着青大“黑科技”

纳米纤维膜提供“超级”防护网，同时透气、导湿、防雾、绿色环保

中国冬奥健儿站上领奖台的一刻让无数国人为之振奋，而人们不知道的是，他们领奖时佩戴的专用口罩大有门道—纳米纤维膜给口罩加上了一层细密的“防护网”，对细菌、病毒和各种颗粒物的过滤效果远超传统熔喷无纺布，同时还具有透气、导湿、防雾功能以及绿色环保的特点。这种全新纳米纤维膜材料由青岛大学房宽峻教授团队与愉悦家纺有限公司联合研发而成。

纳米纤维膜材料制作的口罩。青岛大学供图

据了解，3万只纳米纤维膜防护口罩作为北京冬奥会“定制口罩”，主要作为运动员领奖时的口罩使用。别看口罩薄薄一片，里面却蕴藏着攻克了一系列难题才取得的“黑科技”。青岛大学生态纺织省部共建协同创新中心主任房宽峻告诉观海新闻记者，人们日常生活中使用的防护口罩主要是利用静电吸附原理来吸附病毒，随着静电的衰减，口罩对病毒的阻隔效率不断降低，因此这种口罩都是一次性、临时性的。同时，伴随着人们的呼吸，普通防护口罩内层总会聚集一些小水珠，水汽还会附着到眼镜上，影响口罩佩戴的舒适度。纳米纤维膜防护口罩完美解决了这些问题，纳米级的阻隔材料就像一层超级细密的防护网，充分阻隔各种微小颗粒、细菌、流感病毒、新冠病毒等，只要口罩不损坏，其防护效果便是长久的，可长期使用。同时，纳米纤维膜防护口罩的内层布和外层布所使用的材料吸水性不同，可以将水汽传递到外层，形成单向导湿功能，这样就可以保持口罩干爽透气，免去了眼镜起雾的困扰。

青岛大学与愉悦家纺联合研发的纳米纤维膜用于北京冬奥会“定制口罩”。愉悦家纺供图

作为北京冬奥会“定制口罩”，纳米纤维膜防护口罩还具有绿色环保的特点。房宽峻介绍，目前大部分纳米纤维材料需要使用有机溶剂把高分子材料溶解并配成溶液，然后用静电纺丝工艺将溶液“纺织”成纳米级纤维。这种生产工艺在实验室中进行小型实验尚可，用于工厂批量化生产却不可行，因为大量溶剂的使用不仅会造成空气污染，还由于易燃易爆的特性，令生产过程存在极大安全隐患，这也是制约纳米纤维材料工业化生产的最大现实难题。青岛大学的“黑科技”之一，就在于用水作溶剂，同时又攻克了固化交联等一系列难题，将水溶性材料变为非水溶性材料，生产过程环保又安全，实现了绿色环保纳米纤维的产业化。

纳米纤维膜材料制作的防护服。青岛大学供图

从实验室到工厂，技术的产业化落地实际上非常有难度。“我们做一个小尺寸的纳米纤维膜样品很容易，但是批量化生产口罩需要设计开发研制专门的生产设备，实现连续化、稳定化生产，这其中攻克的难关太多了。”房宽峻举例说，纺丝区域是一个开放体系，却要让温度湿度维持恒定数值，，这就如同家里开着门开着窗还要保持恒温恒湿一样，是生产过程中必须解决的难题。虽然纳米纤维膜防护口罩小小一片，其生产却涉及材料、机械、自动化、流体力学等多学科交叉。

其实，在此次北京冬奥会之前，青大与愉悦家纺联合研发的纳米纤维膜就已经为运动员们“保驾护航”了。运动健儿们赴美国、加拿大等国家参加比赛所穿戴的防护服、口罩，以及东京奥运会记者团所佩戴的口罩就有纳米纤维膜的身影。据了解，房宽峻教授团队还在开发纳米纤维膜新的应用领域，比如高铁、飞机等交通工具的空气过滤材料，特种车辆发动机的空气过滤材料等。