北化工研發(fā)“彩虹絲口罩”有效阻隔新冠病毒

  李好義清楚地記得，去年疫情來襲時，他戴上自己團隊研發(fā)的“彩虹絲口罩”，乘坐公交車出門了。因為這位北京化工大學(xué)英藍實驗室的青年教師覺得，像他這樣的黨員、科研人員，應(yīng)該在第一時間站出來抗“疫”。

  事實上，當(dāng)時不少北化人都像他一樣行動了起來。疫情初期口罩奇缺，看到“白衣執(zhí)甲”無“甲”，百姓防疫物資短缺，這些科研人員覺得“應(yīng)該有所作為”。據(jù)介紹，該校陳建峰院士團隊專研“口罩荷電再生重復(fù)使用技術(shù)”，張立群教授團隊開發(fā)新型高性能硅橡膠口罩……李好義所在的楊衛(wèi)民教授團隊，則是想幫助更多人盡快戴上可重復(fù)利用的彩虹絲納米纖維膜口罩。

  于是一群科研工作者和時間的“戰(zhàn)爭”打響了。

  讓新冠病毒“迷路”，彩虹絲口罩“重出江湖”

  北京化工大學(xué)教授、機械工程及自動化黨支部書記譚晶介紹，“彩虹絲”是一種能阻隔新冠病毒的納米纖維材料。

  譚晶說，為解決傳統(tǒng)過濾材料過濾效率低，呼吸阻力大的痛點，北京化工大學(xué)高分子材料先進制造英藍實驗室學(xué)術(shù)帶頭人楊衛(wèi)民在2005年提出“熔體微分靜電紡絲法”的概念，團隊鉆研十余年后，一種制備過程無污染，纖維表面致密、強度高的納米纖維問世。因這種纖維在燈光下會散發(fā)出彩虹的光澤，加之有“歷經(jīng)風(fēng)雨、終見彩虹”之意，團隊將其命名為“彩虹絲”。

  彩虹絲如何能防住新冠病毒？譚晶解釋，新冠病毒顆粒尺寸在100納米左右，我們?nèi)粘３Ｒ姷目谡植牧蠘?gòu)造網(wǎng)孔大于病毒尺寸，是靠靜電吸附的方式攔截病毒。而“彩虹絲”材料相當(dāng)于給新冠病毒造了一座“迷宮”，其納米尺度的長纖維糾纏層疊，讓本就極其狹窄的透氣通道變得錯綜復(fù)雜，所以新冠病毒一進去就會“迷路”，也就被有效地阻隔于人體之外。此外，彩虹絲口罩可以水洗，重復(fù)利用，尤其適用于口罩緊缺的情況。

  前些年，為防霧霾，彩虹絲口罩一度被北京化工大學(xué)的學(xué)生創(chuàng)業(yè)者投入量產(chǎn)，但又隨著空氣污染緩解而銷聲匿跡。面對疫情的侵襲，楊衛(wèi)民團隊決心讓彩虹絲口罩盡快“重出江湖”。

  和時間作戰(zhàn)，科學(xué)家既搞研究又當(dāng)工人

  譚晶介紹，團隊的老師們先是趕往天津。

  “十幾個老師天天在裝箱發(fā)貨。” 譚晶在接受采訪時回憶道。此前生產(chǎn)彩虹絲口罩還有數(shù)萬只剩余庫存位于天津，為了把這些庫存盡快送給武漢等地的醫(yī)護人員，老師們承擔(dān)起打包、裝箱、寄送的任務(wù)。

  庫存處理完畢后，他們又趕回北京實驗室，投入到科技抗“疫”的新一輪戰(zhàn)斗中。

  當(dāng)時，隨著全國口罩生產(chǎn)力量逐步增強，口罩緊缺問題得以解決，但處理廢棄口罩的壓力又顯現(xiàn)出來，這些科研工作者立刻轉(zhuǎn)戰(zhàn)到新“陣地”，開始研發(fā)可降解的升級版彩虹絲口罩。

  同時，護目鏡短缺的問題也引起了科學(xué)家們的關(guān)注，謝鵬程教授提出用3D復(fù)印技術(shù)制備護目鏡的思路，并自己操作機器制備樣品。

  “我們好像在和時間作戰(zhàn)！”老師們說。從打理制作樣品的設(shè)備，到原材料配料、粉碎、混料，再到紡織，測試，優(yōu)化過濾性能，生產(chǎn)，組裝……每一個環(huán)節(jié)都需要科研人員親力親為。實驗室一下子變成了生產(chǎn)車間，科學(xué)家又搞研發(fā)又當(dāng)工人，科研一線瞬間變成抗“疫”前線。

  不久后，老師們在實驗室建立起的3D復(fù)印護目鏡小型流水線，爭分奪秒地生產(chǎn)出了2萬多副護目鏡；利用聚乳酸材料做成的可降解的彩虹絲口罩研發(fā)成功。這些防疫物資連同之前打包的數(shù)萬個第一代彩虹絲口罩一起，被送到了湖北、北京、湖南、遼寧、廣東等地的醫(yī)護人員、環(huán)衛(wèi)工人、石化工人等的手上。

  “彩虹收雨”，科技抗“疫”激發(fā)年輕人科研情懷

  回憶起抗“疫”場景，譚晶有些激動，她說：“我們這些人都是黨員。平常大家就一直學(xué)習(xí)‘四個面向’‘立德樹人’‘用科技創(chuàng)新解決民生問題’，這次算得上是‘為人民謀幸福’的真實寫照?！?

  在許多人的生活被按下“暫停鍵”的那段時間，譚晶感到身邊同事的日子飛轉(zhuǎn)起來，科研熱情也被攪動得火花四濺。他們的干勁當(dāng)然也帶動了身邊的學(xué)生。

  其中有一位博士生叫陳明軍，也是一名黨員，他原本在中國煤礦科工太原研究院工作，是帶著預(yù)防煤礦工人塵肺病的使命來讀博的，希望能夠結(jié)合團隊的彩虹絲技術(shù)研發(fā)一款適合煤礦工人的面罩。而新冠疫情賦予了他一項更加緊迫的使命。

  2020年年初，當(dāng)老師們在實驗室忙碌時，陳明軍為了優(yōu)化口罩用傳統(tǒng)熔噴布的過濾效率，將多電場耦合強力牽引靜電紡絲技術(shù)應(yīng)用熔噴生產(chǎn)線上，并試驗成功。

  談及學(xué)生在科技抗“疫”中的表現(xiàn)，老師們感觸頗深地說，這件事對學(xué)生的教育意義非常深遠，“他們真正感受到了科研有意義”。

  譚晶告訴記者，中國科學(xué)院院士段雪得知北京化工大學(xué)師生科技抗“疫”的故事，為了鼓勵大家，特意為彩虹絲口罩題詞：“彩虹收雨，光風(fēng)霽月”。

  科研成果固然重要，科學(xué)家精神更加可貴。對于參與科技抗“疫”的北化師生來說，在貢獻出科研成果的同時，也收獲了非常寶貴的精神財富。正如陳明軍所理解的那樣：“解決人民生活中的現(xiàn)實問題，把最熱切的科研情懷與社會需求緊密聯(lián)系在一起，才是科研人最應(yīng)該做的?！?

（編輯：月兒）