航发科技口罩黑科技！中国航发研制出石墨烯口罩

用户投稿 2025年06月21日 04:46:37 35 0

黑科技！中国航发研制出石墨烯口罩

【黑科技！中国航发研制出石墨烯口罩】近日，中国航发航材院科研人员成功研发出抗菌性更强、透气性更好、使用时间更长的新型石墨烯口罩。相比传统口罩有效使用时间为4小时，新型石墨烯口罩的使用时间超过48小时，是传统口罩的12倍以上，且新型石墨烯口罩在连续佩戴48小时后过滤效能仅降低4%，且具备理好的透气性。石墨烯是由单层碳原子组成的二维多功能纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在航空航天、能源、生物医药等领域具有重要的应用前景，被科学家公认为下一代革命性、战略性材料。石墨烯及其衍生物具有优异的广谱抗菌抗病毒能力、较好的生物相容性、制备工艺简单等优点。中国航发航材院科研人员介绍，石墨烯口罩是在构成普通口罩的纺粘无纺布之间的关键过滤层中，创新应用了新型石墨烯聚丙烯熔喷布材料而形成的新型防护口罩。相比普通口罩，新型石墨烯口罩抗菌性更强，石墨烯作为二维碳纳米材料，能在熔喷布上形成天然的“纳米刀”，在自然呼吸的作用下，破坏病菌的细胞壁，起到良好的杀菌作用。石墨烯材料还具有大的比表面积和疏水性，可以有效通过接触或插入方式吸附结合细菌表面的磷脂分子，从而破坏其细胞膜结构。同时，石墨烯材料会通过包裹方式将细菌同周围介质隔离，进一步起到抑菌作用。新冠肺炎疫情暴发以来，中国航发航材院利用材料技术优势，启动新型石墨烯口罩研发工作，仅用25天就迅速建成石墨烯PP粒料生产线、新型石墨烯抗菌熔喷布生产线和新型石墨烯口罩中试生产线，全线打通了石墨烯在生物医疗防护和环境净化领域的应用链条。（科技日报记者矫阳）

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首批航发品质新型石墨烯口罩研发量产

为贯彻落实习近平总书记“为打赢疫情防控阻击战提供科技支撑”的重要指示精神，面对国内外疫情防控的紧张形势，在中国航发党组的关心指导下，中国航发航材院成功研制出抗菌性更强、透气性更好、使用时间更长的新型石墨烯口罩并推广市场。研发团队坚持贯彻中国航发“国家利益至上”的价值观，务实创新，担当奉献，在25天内完成了石墨烯聚丙烯材料开发、石墨烯聚丙烯熔喷布试制和石墨烯口罩批量生产，并打通全链条。

航材院在新冠肺炎疫情之初便迅速成立党员突击队，借助材料领域的技术优势，积极开展新型石墨烯口罩的研发工作。据航材院项目负责人杨程博士介绍，团队在自有研制的石墨烯原料和石墨烯环境净化材料技术基础上，加速研发石墨烯聚丙烯粒料和石墨烯熔喷布材料，派技术人员到设备制造方连续跟产调整石墨烯熔喷专用设备，“从策划、研制到实现批产仅仅用时25天，迅速建成了石墨烯PP粒料生产线、新型石墨烯熔喷布生产线和新型石墨烯口罩中试生产线，全线打通了石墨烯在医疗防护和环境净化领域的全生产链条”。

在疫情防控的关键时期，团队人员克服困难、集智攻关实现了材料与工艺的完美融合，完成了从技术到产品的快速跨越，为满足当前对防疫物资的迫切需要贡献了央企力量。研制生产过程中，航材院充分借助各方力量，积极开展央企、央地等合作。

不仅引进制造院研制的高性能全自动口罩机，为石墨烯口罩快速生产提供了设备支撑，还与京区医疗行业单位深度合作，不断完善口罩生产体系保障，实现石墨烯口罩医疗领域的市场推广。

该新型石墨烯口罩是在构成普通口罩的纺粘无纺布之间的关键过滤层中创新应用了新型石墨烯聚丙烯熔喷布材料，实现了工艺上的突破，据杨程博士介绍，相比普通口罩，新型石墨烯口罩具有四个显著特征：

一是抑菌抗菌更强。石墨烯材料可发挥多种机制协同作用，有效破坏细菌的表面、细胞壁和膜结构，造成细胞内物质泄漏和代谢紊乱，赋予石墨烯口罩优异的抗菌能力。

二是透气性更好。石墨烯口罩高效过滤、呼吸阻力低，采用自主研发的石墨烯材料具有三维网络状多孔结构和大量活性位点，能够有效吸附、束缚、阻挡颗粒物，因此石墨烯熔喷布在保持高过滤性能的同时，呼吸阻力会大大降低。

三是使用寿命更长。一方面石墨烯材料的高疏水性能够有效避免水分子聚集，减少口罩表面电荷消耗进而起到高阻挡颗粒物的效果，另一方面具备一定导电性的石墨烯材料能够长时间保持表面电荷，因此极大提升了口罩产品的使用寿命。石墨烯熔喷布的力学性能显著增强，有效提高了石墨烯口罩产品的可循环使用性。经测试，新型石墨烯口罩使用时间超过48小时，且连续佩戴48小时后仍能保持较高的过滤效能。

据悉，石墨烯是由单层碳原子组成的二维多功能纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在航空航天、新能源、高速铁路、电力工程、生物医疗等领域一直具有重要的应用前景，被誉为“下一代革命性、战略性材料”。航材院与制造院发挥新材料技术与先进制造技术的协同创新作用，充分彰显军工央企在疫情防控关键时刻的责任与担当，为全面赢得疫情防控阻击战和经济社会发展“双胜利”贡献力量。