使用時長超48小時,石墨烯口罩研製成功!

疫情當下,口罩已然成了全人類的必需品。每天出門前,心裡默唸著別忘記帶的東西,除了手機和鑰匙,現在又多一個口罩。

口罩是消耗品,無論是醫用無紡布口罩,還是防塵口罩,抑或是N95口罩,都是有使用壽命,短則是一次性使用,N95口罩,連續佩戴4個小時以上也需要更換。

在全球疫情的大環境下,雖然每個口罩生產商都在加班加點生產,但依然供不應求。

近日,中國航發航材院科研人員研發出了一種,以石墨烯為源材料的新型口罩。據稱,這種新型的口罩,連續壽命,可長達48小時。

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“神仙材料”石墨烯

材料,是人類賴以生存和發展的物質基礎,推動著整個人類文明的演化。從木頭、石頭,到銅鐵鋼,再到硅晶片、碳纖維,歷史經驗表明,人類社會每一個新時代都會有一種新材料出現,而這種新材料往往成為那一時代生產力提升的“發動機”。

21世紀,材料尤其是新材料仍將是支撐現代工業發展的基石。當今世界工業強國除了是技術強國之外,皆是材料強國。

石墨烯作為一種新型的材料,在過去的幾年裡,它一直反覆被提及, 那這個石墨烯究竟是一種什麼樣的神仙材料呢?

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石墨烯又被稱為“黑金”、“新材料之王”。它是一種由單層碳原子組成的二維多功能納米材料。這個基礎的石墨烯材料,只有一層原子那麼厚,一層一層的石墨烯堆疊起來,就是我們常見的石墨。

那石墨烯有多神奇呢?1平方米石墨烯材料如果做成吊床僅重1毫克,而這1毫克重的材料上可以站上1只體重1千克的貓!

石墨烯自問世以來,就被科學家們公認為是下一代革命性、戰略性材料。甚至有科學家預言其極有可能掀起一場席捲全球的顛覆性新技術革命,進而徹底改變21世紀。

英國曼徹斯特大學的Andre Geim和Konstantin Novoselov,2004年第一次用透明膠帶製備出了二維狀態的石墨烯,他們也因此獲得了2010年的諾貝爾物理學獎。

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石墨烯口罩神奇在哪裡?

口罩的防護原理是阻隔空氣中的氣溶膠顆粒,以及我們說話時的飛沫等等。而病毒就是依附在這些氣溶膠顆粒,飛沫等載體之上,進入人體的。所以,只要口罩能阻隔這些介質,就能防止病毒進入人體。

石墨烯口罩,是通過在普通口罩關鍵過濾層中應用新型石墨烯聚丙烯熔噴布材料而製成。

用石墨烯製作而成的口罩的介紹,抗菌性更強、透氣性更好。和N95相比,區別主要在於以下幾個方面:

1. 靜電吸附

2. 石墨烯口罩利用了石墨烯只有原子厚度這個特性,單層的石墨烯可以看作是非常鋒利的刀片。病毒在空氣中,除了會附著在氣溶膠這樣的顆粒上以外,還有可能會附著在一些細菌細胞之上,而這種“鋒利的刀片”,就可以破壞這些細菌細胞,從而達到間接阻斷病毒進入人體的功效。

西安交通大學教授楊建鋒對石墨烯的分析是,第一:石墨烯體積微小,所以表面能高,也就是吸附能力強;第二,它的端面結構不完整,相當於帶靜電,阻擋效果更好。楊建鋒教授認為,鋒利的石墨烯邊緣,可以形成“納米刀”,破壞病毒附著物的結構。

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石墨烯商用瓶頸在哪裡?

石墨烯從發現到現在已經有十多年的歷史了,但基於它研發的很多產品比如石墨烯電池充電10分鐘,就能讓電動汽車跑1000公里,目前都屬於實驗室產品。

不過,石墨烯口罩走出實驗室的過程要快上許多,從技術到產品這個過程,只用了25天的時間。

現在,新型石墨烯口罩生產線具備日產20萬隻的能力。不過,這條生產線,目前只是存在於這個石墨烯口罩的研發團隊中國航發航材院那裡。

中國航發航材院,是一家主要從事航空先進材料應用基礎研究、材料研製與應用技術研究和工程化技術研究的綜合性科研機構,是國家科技創新體系的重要組成部分。擁有4名院士及眾多優秀科研人員的航發航材院,其實力還是非常強大的。

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在石墨烯口罩消息發佈之後,也就是4月2號的時候,幾支和石墨烯相關的概念股,就快速拉昇,截至午間收盤,百川股份漲停,欣旺達漲逾7%,其餘多隻股票也均有不同程度上漲。

目前石墨烯的應用還處於初級階段,但是在生物醫學,電池等方面都有巨大的應用潛力。有機構預計未來三年中國石墨烯市場規模仍將保持60%以上的增長速度,到2021年,市場規模將達到11.22億元,前景十分廣闊。

石墨烯口罩在這個時間點橫空出世,也算是給石墨烯產業落地打響了第一炮。


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