北化工研发“彩虹丝口罩”有效阻隔新冠病毒

  李好义清楚地记得，去年疫情来袭时，他戴上自己团队研发的“彩虹丝口罩”，乘坐公交车出门了。因为这位北京化工大学英蓝实验室的青年教师觉得，像他这样的党员、科研人员，应该在第一时间站出来抗“疫”。

  事实上，当时不少北化人都像他一样行动了起来。疫情初期口罩奇缺，看到“白衣执甲”无“甲”，百姓防疫物资短缺，这些科研人员觉得“应该有所作为”。据介绍，该校陈建峰院士团队专研“口罩荷电再生重复使用技术”，张立群教授团队开发新型高性能硅橡胶口罩……李好义所在的杨卫民教授团队，则是想帮助更多人尽快戴上可重复利用的彩虹丝纳米纤维膜口罩。

  于是一群科研工作者和时间的“战争”打响了。

  让新冠病毒“迷路”，彩虹丝口罩“重出江湖”

  北京化工大学教授、机械工程及自动化党支部书记谭晶介绍，“彩虹丝”是一种能阻隔新冠病毒的纳米纤维材料。

  谭晶说，为解决传统过滤材料过滤效率低，呼吸阻力大的痛点，北京化工大学高分子材料先进制造英蓝实验室学术带头人杨卫民在2005年提出“熔体微分静电纺丝法”的概念，团队钻研十余年后，一种制备过程无污染，纤维表面致密、强度高的纳米纤维问世。因这种纤维在灯光下会散发出彩虹的光泽，加之有“历经风雨、终见彩虹”之意，团队将其命名为“彩虹丝”。

  彩虹丝如何能防住新冠病毒？谭晶解释，新冠病毒颗粒尺寸在100纳米左右，我们日常常见的口罩材料构造网孔大于病毒尺寸，是靠静电吸附的方式拦截病毒。而“彩虹丝”材料相当于给新冠病毒造了一座“迷宫”，其纳米尺度的长纤维纠缠层叠，让本就极其狭窄的透气通道变得错综复杂，所以新冠病毒一进去就会“迷路”，也就被有效地阻隔于人体之外。此外，彩虹丝口罩可以水洗，重复利用，尤其适用于口罩紧缺的情况。

  前些年，为防雾霾，彩虹丝口罩一度被北京化工大学的学生创业者投入量产，但又随着空气污染缓解而销声匿迹。面对疫情的侵袭，杨卫民团队决心让彩虹丝口罩尽快“重出江湖”。

  和时间作战，科学家既搞研究又当工人

  谭晶介绍，团队的老师们先是赶往天津。

  “十几个老师天天在装箱发货。” 谭晶在接受采访时回忆道。此前生产彩虹丝口罩还有数万只剩余库存位于天津，为了把这些库存尽快送给武汉等地的医护人员，老师们承担起打包、装箱、寄送的任务。

  库存处理完毕后，他们又赶回北京实验室，投入到科技抗“疫”的新一轮战斗中。

  当时，随着全国口罩生产力量逐步增强，口罩紧缺问题得以解决，但处理废弃口罩的压力又显现出来，这些科研工作者立刻转战到新“阵地”，开始研发可降解的升级版彩虹丝口罩。

  同时，护目镜短缺的问题也引起了科学家们的关注，谢鹏程教授提出用3D复印技术制备护目镜的思路，并自己操作机器制备样品。

  “我们好像在和时间作战！”老师们说。从打理制作样品的设备，到原材料配料、粉碎、混料，再到纺织，测试，优化过滤性能，生产，组装……每一个环节都需要科研人员亲力亲为。实验室一下子变成了生产车间，科学家又搞研发又当工人，科研一线瞬间变成抗“疫”前线。

  不久后，老师们在实验室建立起的3D复印护目镜小型流水线，争分夺秒地生产出了2万多副护目镜；利用聚乳酸材料做成的可降解的彩虹丝口罩研发成功。这些防疫物资连同之前打包的数万个第一代彩虹丝口罩一起，被送到了湖北、北京、湖南、辽宁、广东等地的医护人员、环卫工人、石化工人等的手上。

  “彩虹收雨”，科技抗“疫”激发年轻人科研情怀

  回忆起抗“疫”场景，谭晶有些激动，她说：“我们这些人都是党员。平常大家就一直学习‘四个面向’‘立德树人’‘用科技创新解决民生问题’，这次算得上是‘为人民谋幸福’的真实写照。”

  在许多人的生活被按下“暂停键”的那段时间，谭晶感到身边同事的日子飞转起来，科研热情也被搅动得火花四溅。他们的干劲当然也带动了身边的学生。

  其中有一位博士生叫陈明军，也是一名党员，他原本在中国煤矿科工太原研究院工作，是带着预防煤矿工人尘肺病的使命来读博的，希望能够结合团队的彩虹丝技术研发一款适合煤矿工人的面罩。而新冠疫情赋予了他一项更加紧迫的使命。

  2020年年初，当老师们在实验室忙碌时，陈明军为了优化口罩用传统熔喷布的过滤效率，将多电场耦合强力牵引静电纺丝技术应用熔喷生产线上，并试验成功。

  谈及学生在科技抗“疫”中的表现，老师们感触颇深地说，这件事对学生的教育意义非常深远，“他们真正感受到了科研有意义”。

  谭晶告诉记者，中国科学院院士段雪得知北京化工大学师生科技抗“疫”的故事，为了鼓励大家，特意为彩虹丝口罩题词：“彩虹收雨，光风霁月”。

  科研成果固然重要，科学家精神更加可贵。对于参与科技抗“疫”的北化师生来说，在贡献出科研成果的同时，也收获了非常宝贵的精神财富。正如陈明军所理解的那样：“解决人民生活中的现实问题，把最热切的科研情怀与社会需求紧密联系在一起，才是科研人最应该做的。”

（编辑：月儿）