疫情當下，口罩幾乎成為人手必備的防疫“武器”。面對巨大的市場需求，如何解決口罩產能提升的瓶頸，成為大家關心的問題。
進行材料基礎性研究是松山湖材料實驗室的強項。面對疫情，在確保科學防疫和有序復工的前提下，材料實驗室發揮技術與人才優勢，緊急啟動智能化現場快速核酸檢測設備和應急用聚丙烯熔噴料增產技術等5項防疫相關科研項目。
3月19日，于傑教授帶領的新型纖維團隊攻克難關，新型KN95+納米纖維口罩出爐，過濾效率達95%以上，可多次使用、長期儲備，為抗擊疫情及做好長遠戰略儲備做出貢獻。
解燃眉之急
不到兩週研製出新型口罩濾材
面對前所未有的重大疫情，國內口罩需求量大增，熔噴布作為口罩核心有效過濾材料，市場需求暴增，而中國的熔噴布產量本身就不高，受供需影響，市場供應缺口巨大。在國務院的防控物資對接平臺上，近 1300 條需求中有一半以上都是需求熔噴布。
于傑是哈爾濱工業大學深圳研究生院材料學院的一名教授，主要從事功能薄膜材料及納米材料的合成與性質的研究。疫情面前，刻不容緩。于傑迅速號召團隊人員回到一線，帶領實驗室新型纖維團隊，開展“電紡納米纖維膜用於高性能防護口罩濾膜”的研究。
由於熔噴布本身孔徑較大，需要通過靜電處理，通過靜電吸附提高顆粒過濾能力，然而這又導致遇到水汽就會逐漸失效。于傑意識到，納米纖維本身直徑僅200到500納米之間，比熔噴布材料細一個數量級，能很好避免這一問題。
有了理論基礎，于傑團隊開始摸著石頭過河，由於先前這一領域沒有系統性的研究，團隊成員只能不斷試錯、不斷摸索。
于傑說：“靜電紡絲製備納米纖維這塊我們有15年以上的研究基礎，相關積累還是比較多，但真正著手去做這件事的時候發現困難重重。”用哪種高分子材料？如何做防水？壽命與選材和結構有什麼關係……問題接連出現。
方法總比困難多，熬夜和加班成為團隊成員常態。功夫不負有心人，不到兩週的時間，團隊成功製備出滿足應用要求的納米纖維濾材，利用特殊的工藝，有效提高水溶高分子纖維的耐水性，因此可多次使用，可長期儲備。
經過多次改進後，該濾材得到第三方權威機構廣州檢驗檢測認證集團有限公司（國家認證）認可，過濾指標滿足KN95口罩國家標準。
目前，該團隊正在抓緊推進將這些技術轉化為抗疫系列防護產品，包括納米碳纖維口罩、可再生口罩、殺菌消毒口罩、功能防護服等等。同時，松山湖材料實驗室正積極規劃將這些技術產業化，快速形成生產能力，為抗擊疫情及做好長遠戰略儲備做出貢獻。
勇擔重任
緊急啟動5項科研項目
研製新型口罩濾材是松山湖材料實驗室助力戰疫的一部分。自疫情以來，松山湖材料實驗室一刻也沒有鬆懈。
2月10日是松山湖材料實驗室復工第一天。當天，實驗室成員積極謀劃，提前佈局，在做好疫情防控的基礎上，從抗疫需求出發，集中力量思考如何該如何充分實驗室現有資源，為抗擊疫情貢獻力量。
松山湖材料實驗室自從掛牌成立以來，以應用為導向，聚焦於新型材料研發，彙集了一大批材料領域的尖端人才資源，迅速形成了多項重要的研究成果。其中，汪衛華院士、李明星博士後、柳延輝研究員團隊的研究成果還入選“2019年度中國科學十大進展”。
經過資源整合與梳理，松山湖材料實驗室決定緊急啟動5項科研項目，包括于傑教授團隊開展的電紡納米纖維膜防護口罩製造技術在內，深紫外LED殺菌光源關鍵技術和產品開發、高聚光深紫外LED封裝技術及其消毒殺菌防護透明面罩、智能化現場快速核酸檢測設備、應急用聚丙烯熔噴料增產技術。
其中，實驗室第三代半導體團隊響應廣東省科技廳會同省衛健委組織的緊急徵集新冠病毒感染防治技術和產品工作，針對性研發超大光功率深紫外面光源模組，該團隊申報的“深紫外LED殺菌光源的關鍵技術研究和產品開發”項目獲得省財政經費支持。
“新型冠狀病毒對紫外線和熱敏感，紫外線能破壞病毒的RNA。深紫外LED殺菌光源輸出光功率大、單位面積輻照度高，可有效對空間和物體表面殺菌消毒，適用於醫院，辦公室，家庭和學校等環境。”該團隊王維昀研究員介紹，目前該項目已進度過半，預計一個半月左右可以完成產品研發工作。未來，團隊計劃將此項目以合作或技術轉移的方式實現產業化，為新冠病毒防治做出貢獻。
此外，實踐證明，對感染病人“早檢測、早發現”是疫情防控的有效手段。材料實驗室北京分部陸俊研究員團隊通過研製呼氣溶膠病毒採樣與核酸檢測一體設備，解決當前新冠病毒採樣與核酸檢測存在的人員暴露和交叉感染風險問題，提高了呼吸道病原體檢測測試結果準確性。
堅守崗位
確保各項研發工作穩步推進
除緊急啟動5項科研項目外，其實松山湖材料實驗室各個項目在疫情期間，也在穩步推進。其中，不少科研人員為確保實驗連貫性，春節期間選擇在實驗室裡度過。
今年春節，實驗室催化材料團隊的艾遠飛留守東莞。春節期間，他每天都要到實驗室的設備前看一看。在實驗中，實驗設備會持續輸入氣體，艾遠飛要做的，就是觀察設備內部是否存在異常變化，並對溫度等情況做登記。
由於考慮到春節期間實驗材料購買可能存在一定難度，因此艾遠飛於年前就將實驗所需的原材料準備好，因此實驗沒有受到疫情太大影響，進展相對順利。
在松山湖實驗室，春節期間留守東莞的遠不止艾遠飛一個，由於實驗的特殊性，由於研究的特殊性，每次實驗需要持續500多個小時，一旦中斷就要重新開始。因此，今年春節，實驗室先進陶瓷團隊劉會軍也沒有回家。
“我們在做一個陶瓷材料耐久性的腐蝕評價，由於是在氫氣環境下進行，存在安全隱患，每隔三四天需要過來檢測一下實驗狀態是否正常。”劉會軍表示，當前實驗進展相對順利，各項數據比較理想，第一組實驗已在正月初九完成。
劉會軍所在的先進陶瓷研究團隊，主要從事研究一種導電性和穩定性出色的新型陶瓷材料，可以用於電解水或者鋰電池電極等領域。經過這次疫情，他們又有了新的思路。
“經過跟企業交流以及初步測試，我們發現陶瓷電極材料用於電解次氯酸鈉製備84消毒液，比目前市場上使用的電極成本低很多，市場前景看好，所以我們準備在應用上做些研究，同時也能給國家抗疫做一些貢獻。”劉會軍說道。
此外，中子科學平臺王採林研究員，春節期間也一直在堅持開展閃爍體中子探測器研發；而實驗室優秀黨員、先進陶瓷團隊曾潮流研究員1月30日就返莞工作，並找尋採購渠道，細心地從外地帶回一批口罩給團隊成員。
在此次疫情中，正因為眾多科研人員的堅守，松山湖材料實驗室得以保障各項科研工作正常進行，在此基礎上發揮優勢，以科技力量助力戰疫。接下來，新產品、新技術會逐步實現產業化應用，將對抗擊疫情起到重要的作用。
全媒體記者 張帥/文 鄭志波/圖
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