新材料學院有機光電團隊研發(fā)出高效抗菌可重復使用環(huán)?？谡?/h2>時間：2021-04-06 17:39:03學院：新材料學院學校：北京大學? ? 2020年一開年，新冠肺炎疫情來勢洶洶，令人猝不及防。一時間，口罩成為了疫情防護的必需品，開展針對疫情防護材料的科研攻關(guān)迫在眉睫……在這場與病毒爭奪生命的“戰(zhàn)疫”中，北京大學深圳研究生院新材料學院有機光電團隊與時間賽跑，充分利用北京大學深圳研究生院交叉優(yōu)勢學科和新材料學院國際聯(lián)合研究中心（國家級研究中心）的平臺、技術(shù)優(yōu)勢，領(lǐng)團隊成員歷時1個多月潛心研究，與多學科領(lǐng)域的生物和病毒專家、校友及航空聯(lián)盟成員專家開展研討，與深圳潤貝化工有限公司合作，成功研發(fā)出系列高效抗菌可重復使用的環(huán)保口罩，為當下新型冠狀病毒肺炎疫情防控提供有力保障。
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勇?lián)鹿诜窝滓咔榭蒲泄リP(guān)責任
? ? 捐贈防疫物資，心系防控一線。在疫情爆發(fā)階段，有機光電團隊第一時間就與保持長期穩(wěn)定合作的深圳市潤貝化工有限公司聯(lián)系，將前期共同研發(fā)生產(chǎn)的抗菌消毒液、免水洗航空洗手液、航空消毒液等防護物資捐贈到抗擊疫情的武漢前線和深圳本地復工企業(yè)使用。
? ? 而面對口罩的需求量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，現(xiàn)有口罩產(chǎn)能嚴重不足，且都是一次性，不能重復使用的狀況。從事新材料科技研發(fā)二十余年的新材料學院孟鴻教授感覺非常惋惜的同時，感受到有必要做點力所能及的事。 早在2019年10月，有機光電團隊就想把具有超疏水與抗菌作用的高分子材料應(yīng)用于口罩生產(chǎn)中。但是沒有想到，科研技術(shù)轉(zhuǎn)化沒能趕上肺炎疫情發(fā)展速度。團隊成員們意識到，務(wù)必盡全力攻克可用于重復使用和具有殺菌功能口罩核心層的高分子材料的研發(fā)難關(guān)。
圖 1 孟鴻教授在展示口罩的結(jié)構(gòu)及核心層
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? ? 這一高效抗菌可重復使用的材料又是如何“跨界”應(yīng)用到口罩生產(chǎn)領(lǐng)域的呢？前期研究發(fā)現(xiàn)一種高分子季銨鹽材料作為有機太陽能電池的界面材料具有好的效果通過文獻查閱發(fā)現(xiàn)這類材料有很強的殺菌消毒作用。所以就想結(jié)合疏水與消毒的概念制備具有雙功能作用的口罩材料。有機光電團隊一直以來就對分子結(jié)構(gòu)有著很強的敏悅力，2月1日新聞報道吉利德在研藥瑞德西（Remdesivir）（其結(jié)構(gòu)式如圖2所示）可能對新型冠狀病毒有效時，有機光電團隊下意識的搜索了相關(guān)藥物基本信息，通過網(wǎng)上溝通并對結(jié)構(gòu)式進行計算機模擬分析。結(jié)合前期課題團隊OLED材料的結(jié)構(gòu)，一個可能具有抗新型冠狀病毒的分子結(jié)構(gòu)就腦海中勾畫出來。當新聞再次報道對新型冠狀病毒可能有效的藥物磷酸氯喹時，我們可以發(fā)現(xiàn)磷酸氯喹與團隊設(shè)計的分子在空間結(jié)構(gòu)上存在高度契合度。
圖 2 瑞德西韋，OLED材料，構(gòu)思的分子結(jié)構(gòu)和磷酸氯喹分子結(jié)構(gòu)
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? ? 進一步通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻資料調(diào)研發(fā)現(xiàn)，單鏈和雙鏈季銨鹽等對多種病菌病毒特別是呼吸道相關(guān)的傳染性病菌病毒如 influenza（流感）、measles （麻疹）、rabies （狂犬?。sittacosis（鳥熱引起肺炎）等具備有效的殺菌防護性。
? ? 而有關(guān)單鏈和雙鏈季銨鹽對多種病菌病毒有效性也被《中國消毒雜志》報道有效果。有機光電團隊查閱國外研究文獻發(fā)現(xiàn)，MIT 團隊早在 2008 年國際期刊《生物技術(shù)通訊》中，就有過對水溶性甲類流感病毒（Waterborne Influenza A,）相關(guān)的人禽類神經(jīng)氨酸酶或唾液酸酶（Neuraminidase）如野生甲型類病菌人類流感武漢(Wuhan(H3N2)病毒，甲型禽類流感Turkey（H4N2）病毒都有 100%殺菌與預防效果的報道。與此同時，在2016年和2019年，中國學者研究了高分子聚合物對冠狀病毒的影響，發(fā)現(xiàn)了其對流感病毒有殺傷作用，包括中東呼吸綜合征（MERS）冠狀病毒和豬流感緊急呼吸道病毒。證明了高分子季銨鹽對病毒性的流感具有一定治療作用。
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基礎(chǔ)研究為疫情防控提供科技支撐
? ? 新材料學院有機光電團隊多年來一直致力于基礎(chǔ)研究的同時積極推進科研成果轉(zhuǎn)化，團隊成員具備很強的科研成果產(chǎn)業(yè)化實踐能力和豐富的工業(yè)界工作經(jīng)驗，十分注重環(huán)保意識。在疫情防控的巨大壓力下，團隊成員結(jié)合自己多年來一直從事有機光電材料設(shè)計合成的研發(fā)工作，和早期在北大化學院研究雜環(huán)化學和藥物化學基礎(chǔ)的熏陶。大膽創(chuàng)新設(shè)想，能不能把具有殺菌功能的高分子材料與強疏水性的高分子材料結(jié)合起來，制造具有強疏水和殺菌功能的熔噴無紡布？或用具有殺菌功能的材料對熔噴無紡布進行改良，使之具有殺菌功能。有了這個想法，團隊成員們就行動起來。
? ? 作為“中國綠色催化專家智庫”智庫專家成員之一，近年來，有機光電團隊積極響應(yīng)支持西部建設(shè)并積極開展了對西部資源凹凸棒材料的開發(fā)與利用。也得到了同為凹凸棒土本身多孔性能對細菌的吸附作用及結(jié)合抗菌劑后可以增強抗菌和消滅病毒作用，同時對細菌的繁殖有一定程度的抑制作用，通過凹凸棒與功能高分子材料形成復合高分子薄膜或作為口罩的填充物，使口罩具有強的抗菌性能。對西部資源的有效開發(fā)利用，得到了吳云東、程津培等院士專家的大力支持。
? ? 基于功能高分子材料有良好的抗菌作用和含氟高分子材料具有強疏水易清潔的功效，團隊成員將把具有殺菌功能的高分子前體材料與柔軟無紡布材料自組裝鍍膜結(jié)合，與含氟高分子多孔納米薄膜形成含有抗菌官能團和含氟強疏水性的高分子多孔薄膜材料添加凹凸棒形成復合材料達到多功能化抗菌，防護效果。也由于含氟高分子材料具有強的抗化學性能，可以對口罩進行清潔多次使用。易清潔可重復使用。
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高效抗菌“最耐用”口罩為疫情防控助力
? ? 結(jié)合當前疫情防控的實際需要，新材料學院團隊成員結(jié)合自己研發(fā)材料的屬性特征，將其運用到口罩生產(chǎn)材料上，針對不同的使用場景和防護要求，研發(fā)出三種系列的口罩產(chǎn)品，供不同人群使用。
? ? 第一系列具備殺菌功能的口罩產(chǎn)品。其與現(xiàn)在市面上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類似，但具有殺菌功能。用具有殺菌功能的高分子材料或高分子復合材料對現(xiàn)階段口罩的熔噴無紡布進行改性，或者在含氟納米多孔薄膜基礎(chǔ)上加上接枝具有殺菌功能的高分子材料片段和凹凸棒復合材料形成雙功能膜，能對吸附在口罩上的細菌進行殺滅，起到阻隔、殺菌的雙重作用。
? ? 第二系列超疏水可重復使用口罩，采用超疏水納米級的薄膜作為阻隔層，薄膜材料具有很好的抗化學性， 高效率阻擋和可清洗重復使用。
? ? 第三系列超疏水可清洗重復使用抗菌口罩，不僅可以對塵埃，飛沫，細菌進行阻隔，不會因酒精，油污，濕氣的環(huán)境而減低過濾效果，還能對吸附在口罩上的細菌進行殺害，并且易清洗可重復長效使用，壽命長，一個可抵20個進口N95口罩。
? ? 據(jù)了解，此次成功研發(fā)出的系列高效抗菌可重復使用環(huán)?？谡植捎眉{米纖維微孔薄膜技術(shù)進行物理阻隔，可阻隔0.075微米（75納米）粒子（帶靜電及油性都行）病毒，材料使用具有含凹凸棒和高分子季銨鹽殺菌作用的材料，較現(xiàn)階段使用的的靜電無紡布口罩（3M，N95）、活性碳口罩（3M）、納米銀口罩相比，具有突出的殺滅病菌作用，同時可抗?jié)駳?，抗油煙、二手煙，抗血液穿透，長時間佩戴舒適無異味，可反復使用，耐水洗，儲存時間性長達十年。
? ? 據(jù)新材料學院孟鴻教授介紹，系列高效抗菌可重復使用環(huán)?？谡滞度胍咔榉酪吖ぷ鳎軌蛴行У靥岣咭咔榉揽匦?，減少口罩資源的浪費，從而達到社會效益和經(jīng)濟效益雙贏。截止目前，系列高效抗菌可重復使用環(huán)?？谡值南嚓P(guān)材料驗證工作還在進行，第三方驗證也在同步進行，多個企業(yè)對此項目充滿了信心。希望能夠得到政府、科研機構(gòu)和市場更多的支持與幫助，爭取早日量產(chǎn)，為疫情防控助力。
（圖文 姚大偉、賀耀武）
版權(quán)與免責聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負責。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com
? ? 2020年一開年，新冠肺炎疫情來勢洶洶，令人猝不及防。一時間，口罩成為了疫情防護的必需品，開展針對疫情防護材料的科研攻關(guān)迫在眉睫……在這場與病毒爭奪生命的“戰(zhàn)疫”中，北京大學深圳研究生院新材料學院有機光電團隊與時間賽跑，充分利用北京大學深圳研究生院交叉優(yōu)勢學科和新材料學院國際聯(lián)合研究中心（國家級研究中心）的平臺、技術(shù)優(yōu)勢，領(lǐng)團隊成員歷時1個多月潛心研究，與多學科領(lǐng)域的生物和病毒專家、校友及航空聯(lián)盟成員專家開展研討，與深圳潤貝化工有限公司合作，成功研發(fā)出系列高效抗菌可重復使用的環(huán)保口罩，為當下新型冠狀病毒肺炎疫情防控提供有力保障。
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? ? 而面對口罩的需求量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，現(xiàn)有口罩產(chǎn)能嚴重不足，且都是一次性，不能重復使用的狀況。從事新材料科技研發(fā)二十余年的新材料學院孟鴻教授感覺非常惋惜的同時，感受到有必要做點力所能及的事。 早在2019年10月，有機光電團隊就想把具有超疏水與抗菌作用的高分子材料應(yīng)用于口罩生產(chǎn)中。但是沒有想到，科研技術(shù)轉(zhuǎn)化沒能趕上肺炎疫情發(fā)展速度。團隊成員們意識到，務(wù)必盡全力攻克可用于重復使用和具有殺菌功能口罩核心層的高分子材料的研發(fā)難關(guān)。
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? ? 第一系列具備殺菌功能的口罩產(chǎn)品。其與現(xiàn)在市面上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類似，但具有殺菌功能。用具有殺菌功能的高分子材料或高分子復合材料對現(xiàn)階段口罩的熔噴無紡布進行改性，或者在含氟納米多孔薄膜基礎(chǔ)上加上接枝具有殺菌功能的高分子材料片段和凹凸棒復合材料形成雙功能膜，能對吸附在口罩上的細菌進行殺滅，起到阻隔、殺菌的雙重作用。
? ? 第二系列超疏水可重復使用口罩，采用超疏水納米級的薄膜作為阻隔層，薄膜材料具有很好的抗化學性， 高效率阻擋和可清洗重復使用。
? ? 第三系列超疏水可清洗重復使用抗菌口罩，不僅可以對塵埃，飛沫，細菌進行阻隔，不會因酒精，油污，濕氣的環(huán)境而減低過濾效果，還能對吸附在口罩上的細菌進行殺害，并且易清洗可重復長效使用，壽命長，一個可抵20個進口N95口罩。
? ? 據(jù)了解，此次成功研發(fā)出的系列高效抗菌可重復使用環(huán)?？谡植捎眉{米纖維微孔薄膜技術(shù)進行物理阻隔，可阻隔0.075微米（75納米）粒子（帶靜電及油性都行）病毒，材料使用具有含凹凸棒和高分子季銨鹽殺菌作用的材料，較現(xiàn)階段使用的的靜電無紡布口罩（3M，N95）、活性碳口罩（3M）、納米銀口罩相比，具有突出的殺滅病菌作用，同時可抗?jié)駳?，抗油煙、二手煙，抗血液穿透，長時間佩戴舒適無異味，可反復使用，耐水洗，儲存時間性長達十年。
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（圖文 姚大偉、賀耀武）
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