中国航发研制出石墨烯口罩

4月1日从北京石墨烯技术研究院获悉,位于中关村科学城北区的实创科技园区企业中国航发航材院,利用材料技术优势成功研发出抗菌性更强、透气性更好、使用时长相比普通口罩提升十余倍的新型石墨烯口罩。

石墨烯究竟有何神奇之处?记者了解到,单层石墨烯的厚度仅为0.35纳米,是世界上已知最薄的二维材料,具有丰富而奇特的物理化学特性,如导热性和力学性能突出、电子传递性能非凡,并具有一定的抗菌活性,可应用在电子、信息、能源、物理学、生物医药和材料学等领域。

    中国航发航材院科研人员介绍,石墨烯口罩是在构成普通口罩的纺粘无纺布之间的关键过滤层中,创新应用了新型石墨烯聚丙烯熔喷布材料。相比普通口罩,新型石墨烯口罩具有抗菌性强、透气性更好、使用时间更长等特征。

“石墨烯作为二维碳纳米材料,能在熔喷布上形成天然的“纳米刀”,在自然呼吸的作用下,破坏病菌的细胞壁,起到良好的杀菌作用。”技术人员介绍。此外,由于石墨烯熔喷布具有单向透气功能,在呼气时比传统熔喷布透气性更好。使用时间方面,传统口罩的有效使用时间为4小时,4小时后过滤功能会明显降低,新型石墨烯口罩的使用时间超过48小时,是传统口罩的12倍以上,且新型石墨烯口罩在连续佩戴48小时后过滤效能仅降低4%。

实际上,研制口罩并非中国航发航材院的主业,中国航发航材院原本是制造航空发动机的企业,疫情暴发后,团队利用材料技术优势,迅速启动新型石墨烯口罩研发工作。

    研制之初,科研人员在石墨烯环境净化材料技术的基础上,加速研发石墨烯聚丙烯材料和石墨烯熔喷布材料及石墨烯熔喷专用设备,从策划、研制到实现批产仅用了25天时间,打通了石墨烯在生物医疗防护和环境净化领域的应用链条。北京石墨烯产业创新中心主任、北京石墨烯技术研究院院长王旭东接受记者采访透露,目前这一新型石墨烯口罩生产线具备日产20万只的产能。

记者了解到,2017年5月,北京市政府与中国航发基于中国航发航材院近10年来在石墨烯制备及应用技术方面取得的一系列国际领先成果,联合发起设立北京石墨烯技术研究院有限公司,创建石墨烯产业创新中心, 目前已开展了石墨烯与金属材料、石墨烯与橡胶材料等石墨烯在多个产业链的应用技术研究。