31日從中國(guó)航發(fā)獲悉，中國(guó)航發(fā)航材院科研人員成功研發(fā)出抗菌性更強(qiáng)、透氣性更好、使用時(shí)間更長(zhǎng)的新型石墨烯口罩。

石墨烯口罩這樣制作

石墨烯是由碳原子以 sp2 雜化連接的單原子層構(gòu)成的新型二維原子晶體，其基本結(jié)構(gòu)單元為有機(jī)材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán)，它可以被看做是構(gòu)成零維的富勒烯、一維的碳納米管及三維的石墨和金剛石的基本結(jié)構(gòu)單元。單層石墨烯的厚度僅為0.35 nm，是世界上已知最薄的二維材料，具有豐富而奇特的物理化學(xué)特性，如石墨烯的比表面積高、導(dǎo)熱性和力學(xué)性能突出、電子傳遞性能非凡，并具有一定的抗菌活性，可應(yīng)用在電子、信息、能源、物理學(xué)、生物醫(yī)藥和材料學(xué)等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)有研究表明，石墨烯是一種生物相容材料。

中國(guó)航發(fā)航材院科研人員介紹，石墨烯口罩是在構(gòu)成普通口罩的紡粘無(wú)紡布之間的關(guān)鍵過(guò)濾層中，創(chuàng)新應(yīng)用了新型石墨烯聚丙烯熔噴布材料而形成的新型防護(hù)口罩。相比普通口罩，新型石墨烯口罩抗菌性更強(qiáng)，石墨烯作為二維碳納米材料，能在熔噴布上形成天然的“納米刀”，在自然呼吸的作用下，破壞病菌的細(xì)胞壁，起到良好的殺菌作用。石墨烯材料還具有大的比表面積和疏水性，可以有效通過(guò)接觸或插入方式吸附結(jié)合細(xì)菌表面的磷脂分子，從而破壞其細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。同時(shí)，石墨烯材料會(huì)通過(guò)包裹方式將細(xì)菌同周?chē)橘|(zhì)隔離，進(jìn)一步起到抑菌作用。

相比傳統(tǒng)口罩有效使用時(shí)間為4小時(shí)，新型石墨烯口罩的使用時(shí)間超過(guò)48小時(shí)，是傳統(tǒng)口罩的12倍以上，且新型石墨烯口罩在連續(xù)佩戴48小時(shí)后過(guò)濾效能僅降低4%，且具備理好的透氣性。

新冠肺炎疫情暴發(fā)以來(lái)，中國(guó)航發(fā)航材院利用材料技術(shù)優(yōu)勢(shì)，啟動(dòng)新型石墨烯口罩研發(fā)工作，僅用25天就迅速建成石墨烯PP粒料生產(chǎn)線(xiàn)、新型石墨烯抗菌熔噴布生產(chǎn)線(xiàn)和新型石墨烯口罩中試生產(chǎn)線(xiàn)，全線(xiàn)打通了石墨烯在生物醫(yī)療防護(hù)和環(huán)境凈化領(lǐng)域的應(yīng)用鏈條。