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疫情防护发展新方向-纳米口罩

此次在武汉首发,并肆虐全国的2019新型冠状病毒肺炎引起了社会的恐慌,也给国民经济造成了重大影响,是继2003年SARS之后,又一起在全国范围内传播的呼吸系统传染病。

经查明,2019新型冠状病毒是目前已知的第7种冠状病毒,直径约80~120纳米,能够感染人、鼠、猪、猫、犬、狼、鸡、牛、禽类等脊椎动物。其传播途径主要通过咳嗽或打喷嚏的飞沫传播。鉴于这种传播方式,大多数病例的感染途径均与病毒载体直接接触有关。当前,并无针对该病毒的特效治疗药物,避免前往人群密集的公共场所,避免与感染病人接触,勤洗手是当前主要的预防方法。

佩戴口罩是隔绝病毒传播,保护易感人群,实现有效个体防护的重要手段。当前,口罩实现细菌、PM2.5颗粒等隔离主要通过两种方式:(1)静电吸附,属于一种主动式隔离方法,即利用口罩中间层纤维之间的静电力对细菌、微小颗粒的吸附作用,实现隔离、防护;(2)物理隔离,属于一种被动式隔离方法,即利用口罩自身小的孔隙结构,阻隔细菌及病毒的侵入。其中物理隔离方法主要利用到细菌以及细小颗粒的重力效应、拦截效应、扩散效应以及惯性效应等。

普通医用外科口罩的设计要求为可以阻挡直径大于3微米的细菌气溶胶颗粒,口罩核心层孔隙直径较大,无法完美的实现对小颗粒细菌、病毒的物理隔离,主要采用为静电吸附的方法。但随着佩戴时间增长(如1~2小时),由于佩戴者的呼吸等人体活动,使口罩受潮,其静电吸附能力减弱,隔离效果逐渐变差。鉴于病毒的微小尺寸,普通医用外科口罩无法实现长久有效的隔离防护。

纳米口罩因其高效的过滤性能,已经成为一款高效医用防护口罩。类似于普通医用口罩,纳米防菌口罩也包含外层、中间层、内层、耳挂、鼻夹等部分组成。纳米口罩的特殊之处在于中间层采用孔径更小(100-200纳米)的纳米膜构成,一般为PTFE材料。通过单向或者双向拉伸法制备的PTFE薄膜,表面具有蜘蛛网式的微孔结构,在三维结构上具备网状连通、孔镶套、孔道弯曲等非常复杂的变化,因此具备优异的表面过滤功能。利用该材料生产的纳米口罩,具备阻隔效率高,使用寿命长、轻薄透气的特点,是未来口罩发展的新方向。但目前,此种口罩价格较为昂贵,还无法完全替代传统口罩。(中国复合材料学会会员 郭晓岗)

中国复合材料学会供稿

责任编辑:于力晗