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2018 年2月26 日 星期一 Tel: (010)

62580962 院所 INSTITUTES 主编: 郭勉愈 编辑: 沈春蕾 校对: 王心怡 E-mail押sxzk@stimes.

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6 车间里过春节是小事, 顺利完成任务是大事 姻本报记者 黄辛 通讯员 沈力 提到防雾霾口罩,很多人的第一反应是 厚重 透气性差 ,也有不少人在怀疑口罩 是不是真的可以吸附颗粒物 .

2017 年11 月, 中科院北京纳米能源与系统研究所 (以下简称 中科院纳米能源所) 研发出一款 啪啪摩擦电 防霾口罩 , 利用摩擦电场对灰尘的吸附原理, 实现对空气中颗粒物的吸附, 从而有效阻止雾 霾影响身体健康. 口罩中的 摩擦电技术

2016 年12 月, 基于中科院纳米能源所孵 化的北京中科纳清科技股份有限公司成立. 这 是国内首家拥有摩擦电纳米除尘核心技术的 高科技企业. 这款防霾口罩正是公司推出的主 要产品之一. 拿到这款防霾口罩后, 记者发现, 口罩比市 面上的同类型产品轻薄一些. 按照说明书要求, 佩 戴前需要先 拍打几下 . 拍打可以使口罩的过滤 材料产生摩擦电,能够更好地起到防霾除尘效 果. 公司总经理刘建清对 《中国科学报》 记者说. 拍打几下 的行为背后, 正是中科院北京 纳米能源所所长、 中科院院士王中林发明的摩 擦纳米发电机技术. 王中林说: 摩擦起电是生 活常识, 但如何将这些 '

摩擦电'

利用起来, 一 直是摆在人们面前的一道难题. 我们团队做了 六七年的技术研发, 终于实现了这种摩擦纳米 发电机技术, 可用于医疗、 环保、 信息安全、 可 穿戴柔性设备等领域. 与市面同类产品不同, 这款防霾口罩采用 了 摩擦电材料 , 在保证吸附效率的同时, 还 让口罩 减重 , 产品非常轻薄. 王中林告诉记者, 日常生活中的灰尘从天 上掉下来时, 是带了电荷的.他说: 产品具有 纳米发电过滤单元, 每个过滤单元包括不同功 能的过滤层, 戴的时候拍一下, 过滤层相互之 间能够通过材料表面的接触而产生摩擦静电 荷和一个介于层之间的电场, 它可以有效地吸 附空气中的颗粒物. 刘建清说: 用户在佩戴过程中, 口罩表面 与空气的摩擦或呼吸、 运动使过滤单元里不同 的过滤层之间产生碰撞或摩擦产生电荷, 能够 持续产生摩擦电, 进而对空气中的颗粒物进行 吸附, 可实现对于粒径小于 0.3 微米的颗粒物 吸附净化. 站在用户角度思考问题 从2017 年11 月上市以来,短短

3 个月 内, 口罩的销量已达

4 万余只.在采访中, 王 中林反复告诉记者: 口罩是关于人类呼吸的 物品, 在研发中我们一定要保证生物安全, 保 证吸附效率高,通过技术路径有效降低产品 成本. 其实这款口罩的研发灵感,源于

2017 年 初冬的一场流感. 刘建清家里上小学的儿子因 为频繁地呼吸道感染, 成为医院的常客. 他说: 家人买了很多口罩,而多数口罩的防护效果 依靠材料本身密度及静电层实现空气过滤, 这 样佩戴感觉非常憋闷,而且使用一段时间后, 过滤效果降低,同时口罩勒耳朵也让大人、 孩 子都不愿意戴. 如何能研发出更舒适的口罩? 这个问题一 直萦绕在刘建清心里. 直到有一天他看到孩子 上完自然课,在家演示生活中的摩擦电现象. 既然摩擦过的塑料尺可以吸纸片,那么摩擦 纳米发电机产生的摩擦电为何不能用到口罩 上呢? 刘建清表示, 孩子的话提醒了他. 就这样, 在王中林的技术指导下, 公司技 术团队开始了研发之路.他们对口罩行业的 标准及技术指标进行学习,不断尝试各种新 材料.为了实现研发产品能够符合市场需求 及达到行业标准, 团队经过了无数次的实验、 探索、 失败、 再试验论证, 最终掌握了摩擦纳 米发电应用到除尘领域的关键技术. 王中林说: 正是因为团队在摩擦纳米发 电领域的积累, 我们走的弯路相对较少.口罩 所使用的具有多壳层高电荷纳米复合结构 (MSCD)的材料,经过测试获得非常好的效 果. '