2022年4月20日,由湖北省非织造布技术创新中心、仙桃市科技局等多个部门及非织造布代表企业共同发起的“全球非织造布技术创新峰会暨石墨烯抗菌抗病毒口罩新品发布会”(以下简称创新峰会)在湖北省仙桃市举行。在本次大会上,湖北瑞康医用耗材有限公司(以下简称瑞康医疗)通过新技术与新材料的创新,将石墨烯材料与非织造布材料进行复合,研发出的新一代“超亲石墨烯口罩”,为非织造布产业的技术创新打开新局面。

作为全国最大的非织造制品基地,仙桃全市一年可产出90万吨非织造制品,产值可达近500亿元人民币。据湖北省非织造布技术创新中心的数据统计,仅在口罩生产这一环节中,仙桃的日产能预估就能够达到10亿片之多。

高产能解决了国内与日俱增的口罩需求,但大量的口罩使用带来的环境破坏和污染问题,也成为企业需要着眼解决的问题。据统计,在疫情防控期间,全球每月需要使用和丢弃1290亿个口罩,75%的废弃口罩会进入填埋场或海洋,而这些口罩需要长达450年的时间才能分解。仅2020年就有约15.6亿个口罩流入海洋,带来4680吨至6240吨的海洋塑料污染。

作为材料研发领域领先的非织造布行业企业,瑞康医疗率先推出了“TOUCHCARE超亲”系列石墨烯抗菌抗病毒口罩,通过减少使用数量的方式来解决低碳环保问题。

TOUCHCARE品牌负责人肖欢在现场介绍,该款石墨烯口罩不但拥有更强的抗菌抗病毒能力,同时可进行反复使用,其使用时间长达100小时,能有效减少口罩废弃率。

方兴未艾的石墨烯材料迎来应用创新

1967年,3M公司基于无纺布和静电纤维滤棉的专有技术,开始设计和生产防尘口罩,从而开启了口罩的现代化之路。直到2020年,新型冠状病毒在全球爆发,对于口罩等医疗物资的需求剧增,引发行业集体思考,口罩产品的创新升级计划再次走上台前。

瑞康医疗董事长胡新振表示:“经过我们市场调查发现,传统一次性口罩虽然阻隔能力优秀,但细菌与病毒在受到阻隔后依然存活在口罩上,而普通消费者在使用时,一般很难做到严格按照4小时一换的标准执行,因此被病毒感染的风险依然存在。”如何有效解决风险,保证国民呼吸安全?学化学专业出身的胡新振想到了石墨烯。

讫今为止,多篇国际科研论文对石墨烯的微生物灭活功能进行过介绍,但国内在相关领域的研究和应用成果尚处于起步阶段,缺少相关的研究机构和研发试产的条件。因此,对石墨烯复合材料的研制带来了极大的挑战。

在此情况下,瑞康医疗与武汉纺织大学、清华大学、湖北大学等高等学府紧密合作,于2020年底成功试制出石墨烯与非织造布复合材料,并在随后的终端产品应用开发中,推出“TOUCHCARE超亲”系列石墨烯抗菌抗病毒口罩。

经权威机构检测,超亲石墨烯口罩在抗菌、抗病毒方面表现优秀,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率均超过99%。中国科学院广州微生物检测中心的检测结果表明,石墨烯熔喷布对新型冠状病毒的灭活效率为97.17%;流感病毒的灭活效率为100%。至此,石墨烯在口罩的材料创新上,走出了一条发展新道路。

胡新振称:“虽然TOUCHCARE超亲石墨烯口罩对环境的污染,有了显著的改善,但我们仍然希望让它对地球的负担降为0。所以我们未来的方向是把石墨烯和玉米淀粉纤维进行复合,做可降解的石墨烯口罩,现在已经开始进行相关研发。”

“黑”科技成为行业样板

一次性口罩的生产原材料中,含有不易降解的石化成分,大量废弃口罩的存在,成为塑料污染治理的难题。

湖北省非织造布技术创新中心主任陈正强介绍:“国内目前主要是通过垃圾焚烧厂进行发电的方法来处理废弃口罩,但是这并非最佳解决方式,目前在没有办法的情况下只能这样处理,须要用一种可降解的材料来解决这个问题。”

石墨烯口罩通过使用数量减少的办法缓解了这一难题。参与进行研发的湖北大学陈怀侠教授透露,TOUCHCARE超亲石墨烯口罩的使用时长是传统一次性口罩的25倍,其产生的废弃物污染负担减少了96%。

在经济性方面,TOUCHCARE超亲石墨烯口罩也较传统口罩有优势。传统口罩的有效使用时间为4个小时,平均每天需要使用2至3个,日均使用成本达到4至6元。石墨烯口罩的有效使用时间超过100个小时,日均使用成本为0.5元左右。

TOUCHCARE品牌负责人肖欢表示:“与传统型一次性口罩相比,每年至少可以为消费者节约85%的口罩消费支出;在相同标准与材质的情况下,每年最少可以为消费者节约1200元左右的费用。”

凭借环保性能的高效果和使用成本的低价格,石墨烯口罩找准了消费市场的切入点,在自己的赛道上吸引了一批忠实用户。

仙桃市科技局局长何利芬表示,鼓励企业技术创新,是近年来仙桃市政府重点考虑的发展策略。2021年6月,仙桃市成立了非织造布技术创新联盟,通过产学研创造平台,支持企业开展技术创新。目前已经有数家创新联盟的成员企业通过产学研在产品创新上取得了成果。