松山湖材料实验室以“科技力量”助力战疫

　　松山湖材料实验室以“科技力量”助力战疫

 

　　疫情当下，口罩几乎成为人手必备的防疫“武器”。面对巨大的市场需求，如何解决口罩产能提升的瓶颈，成为大家关心的问题。

 

　　进行材料基础性研究是松山湖材料实验室的强项。面对疫情，在确保科学防疫和有序复工的前提下，材料实验室发挥技术与人才优势，紧急启动智能化现场快速核酸检测设备和应急用聚丙烯熔喷料增产技术等5项防疫相关科研项目。

 

　　3月19日，于杰教授带领的新型纤维团队攻克难关，新型KN95+纳米纤维口罩出炉，过滤效率达95%以上，可多次使用、长期储备，为抗击疫情及做好长远战略储备做出贡献。

 

　　面对前所未有的重大疫情，国内口罩需求量大增，熔喷布作为口罩核心有效过滤材料，市场需求暴增，而中国的熔喷布产量本身就不高，受供需影响，市场供应缺口巨大。在国务院的防控物资对接平台上，近 1300 条需求中有一半以上都是需求熔喷布。

 

　　于杰是哈尔滨工业大学深圳研究生院材料学院的一名教授，主要从事功能薄膜材料及纳米材料的合成与性质的研究。疫情面前，刻不容缓。于杰迅速号召团队人员回到一线，带领实验室新型纤维团队，开展“电纺纳米纤维膜用于高性能防护口罩滤膜”的研究。

 

　　由于熔喷布本身孔径较大，需要通过静电处理，通过静电吸附提高颗粒过滤能力，然而这又导致遇到水汽就会逐渐失效。于杰意识到，纳米纤维本身直径仅200到500纳米之间，比熔喷布材料细一个数量级，能很好避免这一问题。

 

　　有了理论基础，于杰团队开始摸着石头过河，由于先前这一领域没有系统性的研究，团队成员只能不断试错、不断摸索。

 

　　于杰说：“静电纺丝制备纳米纤维这块我们有15年以上的研究基础，相关积累还是比较多，但真正着手去做这件事的时候发现困难重重。”用哪种高分子材料？如何做防水？寿命与选材和结构有什么关系……问题接连出现。

 

　　方法总比困难多，熬夜和加班成为团队成员常态。功夫不负有心人，不到两周的时间，团队成功制备出满足应用要求的纳米纤维滤材，利用特殊的工艺，有效提高水溶高分子纤维的耐水性，因此可多次使用，可长期储备。

 

　　经过多次改进后，该滤材得到第三方权威机构广州检验检测认证集团有限公司（国家认证）认可，过滤指标满足KN95口罩国家标准。

 

　　目前，该团队正在抓紧推进将这些技术转化为抗疫系列防护产品，包括纳米碳纤维口罩、可再生口罩、杀菌消毒口罩、功能防护服等等。同时，松山湖材料实验室正积极规划将这些技术产业化，快速形成生产能力，为抗击疫情及做好长远战略储备做出贡献。

 

　　研制新型口罩滤材是松山湖材料实验室助力战疫的一部分。自疫情以来，松山湖材料实验室一刻也没有松懈。

 

　　2月10日是松山湖材料实验室复工第一天。当天，实验室成员积极谋划，提前布局，在做好疫情防控的基础上，从抗疫需求出发，集中力量思考如何该如何充分实验室现有资源，为抗击疫情贡献力量。

 

　　松山湖材料实验室自从挂牌成立以来，以应用为导向，聚焦于新型材料研发，汇集了一大批材料领域的尖端人才资源，迅速形成了多项重要的研究成果。其中，汪卫华院士、李明星博士后、柳延辉研究员团队的研究成果还入选“2019年度中国科学十大进展”。

 

　　经过资源整合与梳理，松山湖材料实验室决定紧急启动5项科研项目，包括于杰教授团队开展的电纺纳米纤维膜防护口罩制造技术在内，深紫外LED杀菌光源关键技术和产品开发、高聚光深紫外LED封装技术及其消毒杀菌防护透明面罩、智能化现场快速核酸检测设备、应急用聚丙烯熔喷料增产技术。

 

　　其中，实验室第三代半导体团队响应广东省科技厅会同省卫健委组织的紧急征集新冠病毒感染防治技术和产品工作，针对性研发超大光功率深紫外面光源模组，该团队申报的“深紫外LED杀菌光源的关键技术研究和产品开发”项目获得省财政经费支持。

 

　　“新型冠状病毒对紫外线和热敏感，紫外线能破坏病毒的RNA。深紫外LED杀菌光源输出光功率大、单位面积辐照度高，可有效对空间和物体表面杀菌消毒，适用于医院，办公室，家庭和学校等环境。”该团队王维昀研究员介绍，目前该项目已进度过半，预计一个半月左右可以完成产品研发工作。未来，团队计划将此项目以合作或技术转移的方式实现产业化，为新冠病毒防治做出贡献。

 

　　此外，实践证明，对感染病人“早检测、早发现”是疫情防控的有效手段。材料实验室北京分部陆俊研究员团队通过研制呼气溶胶病毒采样与核酸检测一体设备，解决当前新冠病毒采样与核酸检测存在的人员暴露和交叉感染风险问题，提高了呼吸道病原体检测测试结果准确性。

 

　　除紧急启动5项科研项目外，其实松山湖材料实验室各个项目在疫情期间，也在稳步推进。其中，不少科研人员为确保实验连贯性，春节期间选择在实验室里度过。

 

　　今年春节，实验室催化材料团队的艾远飞留守东莞。春节期间，他每天都要到实验室的设备前看一看。在实验中，实验设备会持续输入气体，艾远飞要做的，就是观察设备内部是否存在异常变化，并对温度等情况做登记。

 

　　由于考虑到春节期间实验材料购买可能存在一定难度，因此艾远飞于年前就将实验所需的原材料准备好，因此实验没有受到疫情太大影响，进展相对顺利。

 

　　在松山湖实验室，春节期间留守东莞的远不止艾远飞一个，由于实验的特殊性，由于研究的特殊性，每次实验需要持续500多个小时，一旦中断就要重新开始。因此，今年春节，实验室先进陶瓷团队刘会军也没有回家。

 

　　“我们在做一个陶瓷材料耐久性的腐蚀评价，由于是在氢气环境下进行，存在安全隐患，每隔三四天需要过来检测一下实验状态是否正常。”刘会军表示，当前实验进展相对顺利，各项数据比较理想，第一组实验已在正月初九完成。

 

　　刘会军所在的先进陶瓷研究团队，主要从事研究一种导电性和稳定性出色的新型陶瓷材料，可以用于电解水或者锂电池电极等领域。经过这次疫情，他们又有了新的思路。

 

　　“经过跟企业交流以及初步测试，我们发现陶瓷电极材料用于电解次氯酸钠制备84消毒液，比目前市场上使用的电极成本低很多，市场前景看好，所以我们准备在应用上做些研究，同时也能给国家抗疫做一些贡献。”刘会军说道。

 

　　此外，中子科学平台王采林研究员，春节期间也一直在坚持开展闪烁体中子探测器研发；而实验室优秀党员、先进陶瓷团队曾潮流研究员1月30日就返莞工作，并找寻采购渠道，细心地从外地带回一批口罩给团队成员。

 

　　在此次疫情中，正因为众多科研人员的坚守，松山湖材料实验室得以保障各项科研工作正常进行，在此基础上发挥优势，以科技力量助力战疫。接下来，新产品、新技术会逐步实现产业化应用，将对抗击疫情起到重要的作用。（来源：i东莞）