收藏本站

護目鏡起霧?江蘇研發石墨烯新産品助力抗“疫”

作者:管理員

 交彙點訊被譽爲“黑金”的石墨烯是一種強度高、韌性好、重量輕、透光率高、導電性佳的新型納米材料。疫情防控期間,在“超級材料”石墨烯的“加持”下,護目鏡和兒童口罩兩款産品成爲好評不斷的防疫“法寶”。近日,交彙點記者連線江蘇省石墨烯創新中心相關負責人,爲大家揭開它們的科技面紗。

另辟蹊徑,源頭杜絕護目鏡起霧

  在抗“疫”一線,護目鏡是醫護人員必不可少的防護裝備之一。然而,由于防護服密不透風,醫護工作者長時間作戰常常會大量出汗,導致護目鏡起霧嚴重,影響正常工作和生命安全。不久前,一段網絡視頻就記錄下了荊門市第二人民醫院感染科三病區的護士余琪琪連續工作6小時後,因護目鏡模糊而連摔三級台階的畫面,十分危險。

  爲解決醫務人員佩戴護目鏡産生的霧氣問題,常州烯旺新材料科技有限公司創始人、江南石墨烯研究院名譽院長馮冠平聯合清華大學長庚醫院、江蘇省石墨烯創新中心等多家單位研制出了石墨烯防霧光療護目鏡。“這款護目鏡的關鍵材料石墨烯的制備以及將石墨烯膜轉移到護目鏡上的制作過程是在江蘇進行。爲盡快解決護目鏡起霧問題,團隊成員加班加點,從提出構想到産出樣品僅用了七天。”馮冠平說。

  防霧功能如何實現?“很多人會聯想到目前市面上很常見的防霧泳鏡,實際上這和我們所研發的石墨烯防霧光療護目鏡有很大區別。”江蘇省石墨烯創新中心總經理、常州第六元素材料科技股份有限公司董事長瞿研接受周刊記者采訪時表示,一些研發機構曾嘗試在護目鏡上塗一層化學物質或納米材料,但效果並不理想,其主要原因在于此“霧”非彼“霧”。

  遊泳時所起的“霧”主要成分是水,但醫護人員護目鏡中所起的“霧”卻並非是純水。“泳鏡之所以可以防霧,主要是泳鏡表面有一層疏水的膜,使水無法附著。而汗液裏含有油脂,可以視爲一種混合型的‘溶劑’,因此,純疏水或者純疏油的塗層往往無法起到理想效果。”

  瞿研表示,目前“雙疏”塗層的研發仍是行業內的難點所在。他舉例說明,水潑到手機屏幕上一般會結成水珠流下,而手指觸碰手機屏幕後卻常常留下手印。“因此,我們另辟蹊徑,嘗試從露點的角度上來解決問題。”簡單來說,汗液蒸汽碰到了比較涼的鏡面後,達到了露點,從而由氣態轉爲液態,形成白霧。如果能將鏡面加熱到與體溫一致,則可以很好的解決這個問題。

  石墨烯防霧光療護目鏡正是利用功能化石墨烯透光性和電熱特性,在鏡架上加裝一塊锂電池,在透明透光的情況下給護目鏡加熱,從而達到防霧和光療的雙重效果。“石墨烯遠紅外發熱可以促進眼周血液循環,緩解眼部疲勞。同時,對于那些本身需要佩戴近視眼鏡的醫護來說,由于護目鏡溫度的升高,護目鏡中近視眼鏡的溫度也得到提升,因此近視眼鏡的鏡片也不會起霧。”據了解,此款護目鏡充電一次可連續使用6小時,且可進行消毒。

高效過濾,還孩子自由呼吸

  雖然多數地區開學時間還未確定,但是如何預防孩子感染新型冠狀病毒還是被家長們提上了日程。“目前市場上缺少用于兒童防疫的專用口罩,不利于兒童疫情期間防護。”蘇州大學附屬兒童醫院重症醫學科副主任醫師柏振江在黃石市婦幼保健院進行對口支援時,發現了這一問題。

  爲什麽兒童需要佩戴專用口罩?“目前市場上能夠有效抑制病毒傳播的口罩大多是爲成年人設計,而兒童的肺部還沒有發育完全,口罩呼吸時的阻力對孩子來說是很大負擔。”瞿研補充,在空氣流通性方面,由于成人用KN95口罩密閉性較強,兒童缺乏行爲能力,佩戴時也存在窒息風險。

  除此之外,實踐中還存在另一個棘手問題:市場上多數口罩是通過靜電吸附微小顆粒物,但戴一段時間後,佩戴者呼吸所産生的水汽會讓靜電消失。測試數據顯示,配戴一個小時吸附效果就會顯著下降而致吸附失效。“這正是我們需要適時更換口罩的原因。長時間戴著失去靜電吸附能力的口罩,非但起不到防護作用,反而可能吸入脫落物,後果不堪設想。”瞿研說。

  爲此,東南大學孫立濤教授與常州碳星科技有限公司聯合昆山好六石墨烯技術有限公司、蘇州市好孩子集團等企業聯合研發出了一款專爲兒童的仿生智能呼吸口罩,即兒童KN95級石墨烯防護口罩。繞過靜電技術,這種新型口罩借助石墨烯超大的物理吸附能力,可實現對微小顆粒物的直接吸附,避免遇水汽失效的問題,可以長時間保持高效吸附率。據測試,其防護效果級別達到了2016年新標准規定的最高級別:A級。因爲石墨烯材質的特殊性,這款口罩可消毒後重複使用,只需要更換清潔隔片和濾芯即可。

  盡管這款口罩小巧輕便,但它的內部卻大有乾坤。瞿研介紹,除了五層過濾網共同作用下的高效過濾之外,這款口罩采用純液態醫用矽膠制成,柔軟親膚且密封度高。同時,內部配有仿生呼吸送風系統,根據佩戴者呼吸節奏,感應式送風系統可自動調節送風大小和頻率,爲兒童提供舒適呼吸環境。

貼心暖心,前線送來感謝信

“石墨烯防霧光療護目鏡經過我實戴,已基本解決在使用過程中的起霧問題,非常了不起。感謝你們在特殊情況下,想一線醫務人員之所想,急一線醫務人員之所急,解決了醫務人員護目鏡起霧難題。”南京醫科大學副校長、南京醫科大學附屬逸夫醫院院長、江蘇馳援湖北副總指揮兼黃石地區總指揮魯翔試用後說。

  據悉,這款爲抗擊疫情而“量身定做”的護目鏡已于2月28日獲得醫療器械備案證。截至目前,800余套石墨烯防霧光療護目鏡已被送往包括江蘇援湖北醫療隊,海軍第一醫院,同濟醫學院下屬協和醫院等多家一線醫院進行臨床應用。“佩戴幾小時之後依舊沒有起霧,用眼疲勞問題也得到了解決,確實非常好用!”武漢協和江南醫院ICU病房內,醫護人員們在使用反饋視頻中爲新型護目鏡豎起了大拇指。

  不久前,一封來自黃石的感謝信也被送往江蘇。原來,在兒童KN95級石墨烯防護口罩研發成功並批准上市後,首批100個産品便在第一時間被送去黃石市婦幼保健院戰“疫”一線。“貼心的關懷,滿滿的暖意!”隔離病區的護士長田姗稱贊,這種新型兒童口罩設計巧妙,是兒童疫情防護的一大福音。

  在得知常州市武進區援鄂醫護人員子女大多是未成年人後,江南石墨烯研究院立即決定再次捐贈一批兒童用KN95級石墨烯防護口罩。瞿研表示:“醫護人員不畏生死,在前線奮鬥,他們的小家需要我們共同守護。此次疫情發生突然,但科技創新助力,舉國攜手抗‘疫’,相信我們終能戰勝病魔!”

                                                                                                                                                                                                    (来源-新华报业网)