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口罩荷电再生重复使用技术得到中央领导的充分肯定

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新冠肺炎疫情期间,口罩成为不可或缺的防控利器和战略物资,是保障人民群众健康的盾牌。然而,目前市场上一“罩”难求,且到了全国复工的时期,市场需求与产品供应的供求关系矛盾突出。推动缓解口罩物资短缺局面、助力打赢“防疫”“复工”两场战役是所急需解决的关键科技问题。

 

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面向应急时期口罩重复使用的问题,陈建峰院士带领团队提出开展“口罩荷电再生重复使用技术”研究已取得初步成效。仅靠普通家用电吹风机、电风扇、电子点火器就能让“失效”的口罩“浴电重生”,这究竟是怎么一回事呢?

 

那么,这样处理的原理是什么?具体怎么操作?是否有科学依据?

口罩过滤的原理是什么?

主要是利用静电吸附以及纤维排列后对超细颗粒和飞沫的阻隔,口罩中间的荷电层对于携带病毒细菌等微粒或飞沫防护起到重要作用。

口罩使用过程中,因细菌病毒在静电层的沉积以及哈气(水汽)等导致荷电层静电的消除,都会损伤其过滤效果,甚至失效。

 

应急之下若想重复使用口罩,该解决什么问题?

一是如何杀死或者去除沉积到口罩上的新冠病毒等病毒细菌;

二是如何为中间静电层补充静电。

所涉及的关键技术问题是:如何在不破坏口罩材料及微观结构的情况下,重新将外界电荷转移至中层无纺布。

 

听说口罩遇水失效,是真的么?

传统口罩行业界均认同“口罩怕水”的观点,但中国工程院研究团队独辟蹊径,发明了“口罩热水泡灭毒荷电再生重复使用”技术,并通过实验证明了可行性和实用性。

 

那么有什么方法能让口罩重复使用?

中国工程院陈建峰团队研究人员通过实验研究,发现采用便携式静电发生器(如家用电器)对普通一次性医用平面无纺布口罩进行二次荷电处理,使其再生静电效应而达到可重复使用的现象,由此提出并形成了“口罩荷电再生重复使用”的技术方法及其导则:

1. 热水杀毒:将用过的一次性医用无纺布口罩置于大于56 ℃热水中浸泡30分钟(参考《新型冠状病毒肺炎防控方案(第四版)》56 ℃ 30分钟可有效灭活病毒),通常沸水与室温水(按20 ℃算)1:1混合后约为60度,为提高灭毒杀菌效果,可适当提高沸水比例;

2. 荷电再生:将口罩从水中取出,甩掉表面液滴,平放在干燥的绝缘材质表面(如桌布、床单等),用电吹风机吹烘约10分钟吹干并荷电,或用普通电风扇吹口罩约15分钟,或用普通家用电子点火器对口罩进行全面覆盖的“电击”,通过口罩内部纤维的摩擦或外部放电等,使口罩材料重获新荷电;

3.纸屑检验:在绝缘桌面上洒一些碎纸屑,将荷电后的口罩平放并使外层接近碎纸屑,距离约1毫米但并未接触时,可观察到口罩对碎纸屑的静电吸附现象,认为口罩荷电成功,可以再使用;如静电吸附现象不明显,则延长电吹风吹烘口罩的时间,

 

再次通过“纸屑吸附”检验荷电情况,至荷电成功,可以再使用。

为进一步验证采用家用器件使口罩重新荷电的可行性,研究人员用普通家用打火机拆下的点火器作为静电发生器,在口罩特定部位进行“电击”(范围1cm × 1cm,约10秒)。结果同样发现,“充电”后的口罩,可以吸附小纸屑,荷电效果显著。

注:此方法只适用于较低风险暴露人员。

 

上面的方法是否有科学依据?

在北京化工大学党委的大力支持下,团队研究人员利用学校实验室设备资源搭建口罩过滤性能检测系统,积极开展荷电再生技术方案优化及效果的科学验证。

对4类广泛使用的普通口罩(一次性防尘口罩、一次性医用口罩、一次性医用外科口罩、国外进口KF94口罩),进行了荷电再生重复使用实验研究。

再生口罩样品,经国家劳动保护用品质量监督检验中心(北京)检测,结果表明:3类口罩(一次性医用口罩、一次性医用外科口罩和国外进口KF94口罩)再生后,口罩重要指标(0.1微米微粒过滤效率,即阻隔率)与新口罩相当(衰减约0.5-1.5%);一次性防尘口罩再生后,其过滤效率较新口罩提升50%;一次性医用外科口罩荷电再生循环10次后,其过滤效率与新口罩相当(衰减约0.5%)。

这表明:当前疫情应急时期,用上述方法口罩重复使用是可行的!

 

近日,“口罩荷电再生重复使用技术”也得到中央领导同志充分肯定。此技术可缓解当前市场需求与供给的矛盾,推动缓解口罩物资短缺局面;且可节约资源、减少环境污染,助力打赢“防疫”“复工”两场战役!

 

注:文章资料来源于中国工程院新闻资料文章:陈建峰院士团队“口罩荷电再生重复使用技术”得到中央领导同志充分肯定。

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2020年2月27日 10:11
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