武汉先进院:疫情期间研发出镜界纳米防雾喷剂     DATE: 2020-09-25 03:47

  材料的表面不仅是我们日常生活中物理接触最多的部分,它们还在一定程度上决定了材料的性能。因此对其表面的研究和改进可以让材料更健康、更便利地服务我们的生活。近年来,通过对材料表面的蚀刻、改质、被覆等工艺的研究,逐渐发展出一些新型表面材料,这些材料可在浸润性、化学稳定性、机械耐磨性、生物相容性等多方面提升基材性能。

  武汉中科先进技术研究院(以下简称“武汉先进院”)由中国科学院深圳先进技术研究院、武汉市和武汉开发区联合组建,是中国科学院研究所在武汉市成立的第一家企业法人新型研发机构。

  武汉先进院的超表面材料及装备中心(SMEC,以下简称“超表面中心”)致力于表面涂层和刻蚀材料及装备的关键技术攻关以及工程化。近年来,超表面中心研发的新型薄膜或涂层材料及其配套设备,赋予了普通材料表面更优的浸润性、光学性、微生物消杀性。

  疫情期间,受防护服不透气、天气寒冷等因素影响,全副武装的医护人员护目镜和眼镜上极易起雾,非常影响救护操作。为防止镜片起雾,有的医生涂上洗洁精或碘伏,有的医生喷玻璃防雾剂,但大多效果不佳,只能在模糊的视野中救治病人,甚至有医护人员反馈“打个针连血管都看不清”。

  得知这一状况后,武汉先进院超表面中心立足自身优势,技术团队紧急攻关,仅用1周时间便成功研发出了“纳米防雾喷剂”,并完成了防雾喷剂的生产中试、灌装生产线构建以及相关企业标准的建立。

  这种新型防雾涂层通过构筑一种特殊的非离子表面活性剂的分子结构,吸附空气中的水分子并使其表面张力降低,减小水在玻璃表面的接触角,使水分子扩散于玻璃表面,形成超薄的透明水膜,防止光线散射,从而起到防雾的作用。

  与同类产品相比,武汉先进院研发制造的“纳米防雾喷剂”不仅能在医院严苛的工作条件下能保证至少6小时不起雾,而且适用于树脂、玻璃、塑料等多种镜片表面,保证医务工作者佩戴防护装置时不受雾气影响,更专注、更安全地投入到这场抵抗病毒的战斗中。

  在实现产品量产后,武汉先进院向武汉第一人民医院、武汉方舱医院等疫情防控一线近百家医院捐赠了超过一万支防雾喷剂,并且得到了相当积极的反馈。

  目前,这种防雾技术已成功实现了湿巾、眼镜布、喷剂等多种产品形式,可以更大范围方便人们应对汽车玻璃、浴室玻璃、眼镜等由于起雾带来的安全、卫生、便利等方面的问题。

  除了“纳米防雾喷剂”,武汉先进院超表面中心研发出基于智能微胶囊技术的新型抗病毒涂层也在这次疫情中大展身手。

  微胶囊是利用有机或无机材料外壳包裹特定的固体、液体或气体芯材,制成微米甚至纳米级尺寸的颗粒。微胶囊对目的物芯材的原有化学性质丝毫无损,然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来,或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用。

  事实上,无论是否在疫情期间,抗病毒涂层的最主要作用都是维护公共卫生安全和防止传染病发生。传统消毒剂随着有效成分的挥发或失效,消杀功能随即消失。而这种采用智能微胶囊技术的新型抗病毒涂层不同于传统消毒剂,使用一次后,可以连续地保持对材料表面特定微生物的快速消杀,有效浓度可保持数天甚至一个月。

  超表面中心能够在成立较短的时间内实现多项技术和产品的突破,并在疫情期间如此迅速地完成研发、生产等工作,归功于科研团队优秀的研发能力和坚韧的职业素养,更得益于武汉先进院对研发项目的管理模式。

  武汉先进院的研发项目分为技术研发和产品研发两个阶段。对于一家着眼成果转化的工业技术研究院,如果不能形成具有应用价值的产品,先进技术的意义将难以体现。武汉先进院超表面中心主任杨博士在接受动脉网的采访时表示,技术研发和产品研发各有侧重点,团队中的成员也都有各自擅长的领域,要通过科学的项目管理,以提高研发的效率。

  一般来说,武汉先进院会针对技术研发和产品开发不同的特点进行的研发项目管理。

  技术研发侧重于核心技术攻关,不局限于某一个产品形态,采取更灵活的管理方式,给予研发人员足够的自由度,并激发其创造性。产品研发侧重于核心技术的应用以及用户体验的提升,有明确的目标和详细的研发及产品路线图。

  技术研发为产品研发提供底层核心技术支撑,产品研发为技术研发反馈市场需求,两者有机结合形成一套完善的管理体系。并且通过全面的市场调研、严谨的数据分析、精准的项目可行性论证来严格筛选出最具可行性的项目,从源头保证研发项目的成功率。

  目前,武汉先进院超表面研究中心有5个产品已经投入生产,其中3个正在进行新一轮的技术迭代。

  武汉先进院除了超表面研究中心外,还有生物材料研发中心(BMC)、电子信息材料研发中心(EMC)和前瞻性研发中心(PMC)三个科研中心,每个中心都有自己特有的研发项目和技术,包括基因治疗载体、玄武岩纤维、二维材料、等离子技术和装备等。各个特有技术之间、技术和设备之间都可以互相促进,推动更多的技术和产品的产生,这也是武汉先进院的一大优势。

  目前,武汉先进院超表面中心正在研究如何将浸润性和抗病毒性这两项功能结合起来。杨博士在采访中提到,病毒只有在湿润的条件下能够生存,如果能将防水和抗病毒这两项技术结合起来协同作用,效果会更好。此外,如何使涂层材料在防雾、防水性能方面更进一步,实现更好的使用效果和更长的持续时间也是超表面中心正在进行技术攻关的方向。

  武汉先进院总经理康翼鸿博士在接受动脉网的采访时表示,他们下一步计划通过与企业达成项目合作来进一步开拓市场。与此同时,超表面研究中心也正在注册自己的品牌“镜界科技”,相信该品牌的多种产品很快就会进入市场,让超表面中心的研发成果更广泛地应用于我们生活的方方面面。

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  原标题:《武汉先进院:疫情期间研发出镜界纳米防雾喷剂,为数万医护人员提供至少6小时清晰视野》