新型氧化石墨烯噴塗塗層增強口罩的抗病毒保護

APRIL 22, 2024
by IMDEA Materials

在與空氣傳播病毒的不懈鬥爭中，研究人員開發了一種新型噴塗塗層，以提高個人防護設備（尤其是口罩）的抗病毒功效。這項研究發表在《ACS 應用納米材料》雜誌上。

氧化石墨烯（GO）由於其獨特的化學結構而具有固有的抗病毒特性，可以使病毒失去傳染性，同時禁止病毒複製和繁殖。

重要的是，最新研究中GO噴塗的整合也表明不會對紡織品的結構完整性或透氣性產生負麵影響，從而確保穿著者的舒適性和透氣性。

該研究的作者之一、IMDEA 材料研究員 Jimena de la Vega 解釋道：“GO 在溶液中的抗病毒特性之前已經得到證實。”

“然而，這是首次將抗病毒GO溶液直接整合到可生物降解的織物中，從而創造出更有效、更環保的口罩材料。”

“我們用於製作這些口罩的織物的孔隙也小於病毒飛沫的尺寸。這意味著它們可以防止佩戴者吸入這些飛沫，同時口罩的透氣性不受影響。”

個人防護裝備已成為緩解傳染病傳播的不可或缺的工具，尤其是在 COVID-19 疫情爆發之後。空氣傳播的病毒對公眾健康構成持續威脅，有可能引發未來的疫情。

傳統口罩主要依靠過濾機製來攔截空氣中的顆粒物。然而，通過整合抗病毒塗層，可以顯著增強其功效，從而抑製病毒的複製和傳播。

將GO顆粒加入口罩織物中，也提高了織物與水的接觸角，有可能阻止含有傳染性病原體的飛沫滲入。

這項研究背後的研究團隊包括博士。安東尼奧·巴斯克斯·洛佩茲和教授。來自約翰查爾斯國王大學 (URJC) 的 Silvia Prolongo 和 Ignatius Collado 教授。 Pedro Pradanos 和 Francisco Javier Carmona（巴利亞多利德大學 [UVa]）以及 Jimena de la Vega 和教授。 A.S.博士來自 IMDEA Materials 的 De-Yi Wang。

Vázquez-López 博士本人曾是 IMDEA 材料研究員，他表示，這一突破的靈感來自於使用木灰作為農藥保護農作物的常見做法。

“雖然這種做法的有效性在一定程度上是一個神話，但從這個出發點，我就想到使用碳質材料，因為它們具有抗菌和抗病毒的特性，”他解釋說。“理想情況下，這些材料必須豐富且無毒。”

“GO 是本研究中嚐試的幾種具有這些特性的添加劑之一，也是最容易使用的添加劑之一。然而，GO 的分散可能相當困難。幸運的是，我們能夠與西班牙公司 Antolin 合作，該公司在提供水懸浮 GO 方麵有經驗，這大大簡化了流程。”

“目前已有關於使用石墨烯或碳納米管作為抗病毒塗層的研究，但據我所知，這些研究與使用 GO 無關，當然也沒有與可回收的 PLA 基織物結合使用。”

使用 PLA 等環境可持續材料，凸顯了我們不僅致力於解決口罩生產中的公共衛生問題，也致力於解決環境可持續性挑戰。

同時，Vázquez-López博士也對增強型抗病毒口罩製造工藝的潛在可擴展性充滿信心。

“我進行這項研究的目標之一是盡可能地實現工藝自動化，以簡化製造流程，”他說。“水分散的氧化石墨烯溶液易於使用，並且可以輕鬆地在工業層麵應用於該材料。”