在新冠疫情暴發期間，浙江閏土集團利用中國工程院院士陳建峰團隊提出的口罩荷電再生重復使用技術，不僅大大降低了公司的口罩使用量，還確保了防疫工作的正常開展。

“我們對多種品牌的口罩實驗，都驗證了技術的有效性。公司將原先每個員工每日發放一個一次性醫用口罩，改為每個員工每三日發放一個一次性醫用口罩，自2020年2月20日至3月30日，共節約口罩12.25萬只。”集團負責人徐萬福告訴《中國科學報》。

他稱贊的這項技術還受到了國際上的好評。在英國皇家工程院發起的多國工程院響應新冠疫情視頻會議上，中國工程院推薦的參會代表、北京化工大學教授王丹，詳細介紹了陳建峰團隊有關口罩重復使用技術的最新進展，得到了各國工程院專家代表的熱烈反響和高度評價。

打響全球“口罩戰”

新冠疫情期間，口罩成為不可或缺的防控利器和戰略物資。新增產能“翻番式”快速增加。

在國家的支持下，各行業展開通力協作。石化企業全力生產熔噴布、汽車企業供應口罩機，加上多部門的支持“兜底”政策，轉產企業沒有后顧之憂地開足馬力生產口罩。產能僅一個月時間就擴大4倍以上，日產能突破1億只。

然而，被中國等亞洲國家視為防疫必備的口罩，一直未得到歐美國家重視。不僅無人佩戴口罩，甚至戴口罩者也會遭到歧視。但隨著疫情的大規模暴發和無癥狀感染者的出現，西方國家紛紛在口罩佩戴問題上改變策略。

4月22日，美國舊金山灣區多個縣當天開始要求市民在某些公共場所佩戴口罩，德國16個聯邦州已全部頒發“口罩強制令”，進入全民口罩時代……

因此，在全球范圍內，口罩產品的供需矛盾仍舊十分突出。如何在保證安全的情況下，讓每一只口罩發揮最大效能，數倍甚至十倍以上地提高防護口罩有效使用時間，成為疫情防控所急需解決的關鍵科技問題。

同時，伴隨口罩使用量的增加，民用口罩造成的垃圾問題也日顯突出。

“現有的口罩材料基本都是不可降解的聚丙烯塑料，廢棄的口罩作為生活垃圾焚燒，如處理不當，會產生有害氣體；如掩埋地下，數十年都不會腐爛，也可能會對土壤造成一定污染。”王丹告訴《中國科學報》，有效增加每一只口罩的服役時間，對于一定程度上解決口罩垃圾具有積極意義。

提質增效標準先行

據了解，陳建峰團隊通過“熱水泡滅毒+電吹風荷電再生”對口罩進行處理，即將口罩置于大于56 ℃熱水中浸泡30分鐘，隨后用電吹風機吹烘約10分鐘吹干并荷電。為解決非常時期口罩再生重復使用問題，提供了一種簡便易行的方法思路。

王丹介紹，我國關于口罩產品的標準主要有5個，其中醫用口罩標準有3個，為醫用防護口罩（GB 19083）、醫用外科口罩（YY 0469）和一次性使用醫用口罩（YY/T 0969）；另外包括一個屬于工業領域的呼吸防護自吸過濾式防顆粒物呼吸器（GB 2626）和一個屬于民用領域的日常防護型口罩（GB/T 32610）。每種口罩對細菌過濾效率、非油性顆粒物過濾效率、防護效果等關鍵指標都有相應的規定。

這種再生口罩是否具有和新口罩相當的效果性能？他給出了肯定的回復。“對于質量較好的口罩產品，再生口罩與新口罩相比，過濾效率衰減0.6%-2.3%，滿足相關口罩標準中過濾效率指標，可推薦在限定的民用場所范圍內使用，以節約資源、減少環境污染。”

然而，從目前的研究數據看，某些口罩經消毒處理后，其核心指標并不滿足相關口罩標準的要求。

“這是由于現有的口罩標準中對于口罩產品的佩戴時間、使用次數、重復使用后性能等與反復多次使用直接相關的技術指標，并無明確規定和要求，導致可重復使用口罩存在無標可依的現象。”王丹說。

基于此，在北京市的大力支持下，北京化工大學有機無機復合材料國家重點實驗室團隊牽頭起草制定了國際首個《可重復使用民用口罩》團體標準。

該標準指出，可重復使用民用口罩耐受洗消應不少于3次，累計佩戴時長不低于24小時，且24小時后口罩鼻夾不應脫落，口罩無明顯變形；過濾效率與KN90級口罩性能指標一致；存儲時間應不少于5年等。

標準還提出，制造商應提供具體的消毒、洗滌方法，應適用于居家操作。宜選用不破壞口罩過濾層荷電及結構的消毒和清洗方法，以及能夠使口罩過濾層荷電再生的宜家干燥方法。每只口罩上應標有“可重復使用”或“RU”字樣。

“以標準化引領行業產品質量升級，用標準進一步規范市場秩序，對于去掉市場的惡性、無序競爭，保障人民群眾的身體健康，具有重要意義。”陳建峰說。

產業化嘗試初見成效

據了解，自2月以來，陳建峰牽頭承擔的國家科技部重點研發計劃“公共安全風險防控與應急技術裝備”重點專項，緊急組織全國優勢產學研力量，圍繞“可重復使用防護口罩關鍵技術及產業化”重大需求開展應急科研攻關，其產業化嘗試已初見成效。

陳建峰介紹，可重復使用防護口罩關鍵技術及產業化項目研究主要包括三個方面：一是防護口罩荷電再生技術及性能評價標準；二是高性能熔噴型聚丙烯復合材料纖維布及口罩技術；三是新型納米纖維膜及口罩技術。

一系列成果不斷涌現。北京化工大學有機無機復合材料國家重點實驗室張立群團隊等與山東道恩高分子材料公司、北京服裝學院等團隊合作，研制出了高效荷電劑聚丙烯熔噴纖維材料，已產銷3000噸以上，為可重復使用民用口罩提供了重要的材料支撐。

在新型納米纖維膜及口罩技術研究方面，北京化工大學楊衛民團隊等創制了熔體微分納米纖維復合膜材料，所制備的口罩通過了KN95級口罩標準測試；浙江理工大學于斌團隊及配套企業研發的聚四氟乙烯軟支撐納米復合膜材料，已累計向市場提供200萬平方米，約可生產6000萬口罩。中原工學院何建新團隊與企業合作，形成日產8000平米溶液靜電紡納米纖維膜生產線。清華大學伍暉團隊研制了基于氣紡納米纖維的新型口罩，可以實現非靜電方式的物理過濾，具有高的過濾效率和低的氣阻，形成了100萬平方米/年產能的氣紡納米纖維膜生產線，已向市場提供KN95級口罩濾材6萬個。項目團隊所研制和生產的新型納米纖維膜口罩，其過濾效率和呼吸阻力均滿足KN95級口罩標準，且能夠滿足長期存儲、反復消毒使用的需要，初步達到了可重復使用民用防護口罩的要求。

下一步，陳建峰團隊將強化可重復使用口罩技術和標準的推廣工作，為社會和企業提供技術咨詢，為打贏“防疫”“復工”兩場戰役提供科技支撐。同時，進一步優化口罩荷電再生重復使用技術和工藝，加強國際學術交流及宣傳，為世界防疫提供科學方法。

“在保證安全的情況下，讓每一只口罩發揮最大效能，數倍甚至十倍以上的提高口罩有效使用時間，科學合理使用口罩，避免過度消耗，符合綠色發展要求，是貫徹落實生態文明思想的體現。”陳建峰說。

來源：中國科學報 作者：程唯珈