口罩的結(jié)構(gòu)與防護(hù)機(jī)理

口罩的結(jié)構(gòu)與防護(hù)機(jī)理

最近，隨著新型冠狀病毒肺炎的增多，中國(guó)多地發(fā)生了重大的公共衛(wèi)生事件?？谡殖糜卺t(yī)療防護(hù),另一個(gè)重要用途就是阻擋可吸入顆粒物。近年來,隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程加快,機(jī)動(dòng)車尾氣、工業(yè)廢氣、建筑揚(yáng)塵以及垃圾焚燒、燃煤等廢氣排放給環(huán)境造成了巨大壓力,部分地區(qū)霧霾逐漸加重,尤其是秋冬季節(jié)。霧霾主要是由SO基于此,本文從口罩的歷史溯源、結(jié)構(gòu)、防護(hù)機(jī)理、材料、性能、標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際產(chǎn)能分布以及專利等方面進(jìn)行闡述,對(duì)比當(dāng)前市場(chǎng)上不同類型口罩的優(yōu)劣,分析其所存在的問題,以期推動(dòng)我國(guó)口罩產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)由口罩生產(chǎn)大國(guó)向口罩強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。1防護(hù)口罩的使用現(xiàn)狀口罩起源于宗教活動(dòng)。史料記載,公元前6世紀(jì),波斯人在舉行宗教儀式時(shí),為防止自己的氣息影響神靈而要求信眾以布遮面,這就是最原始的口罩為改善口罩的功能性和舒適性,新型口罩不斷被開發(fā)利用。截止目前,防護(hù)口罩的發(fā)展已經(jīng)囊括了醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)和機(jī)械制造等眾多學(xué)科。根據(jù)使用目的主要分為:棉紗口罩、非織造織物口罩、日常防護(hù)型口罩、防塵(工業(yè))口罩及醫(yī)用口罩(醫(yī)用一次性口罩、醫(yī)用外科口罩、醫(yī)用防護(hù)口罩、N95型口罩)。實(shí)際上,口罩的發(fā)展史就是一部人類和病毒細(xì)菌的抗?fàn)幨贰?防護(hù)層結(jié)構(gòu)及防護(hù)原理現(xiàn)代口罩通常由“3層或3層以上”非織造織物構(gòu)成。以常規(guī)醫(yī)療用口罩為例,其結(jié)構(gòu)及阻隔效果如圖1所示(圖片來源:/detai1/d25ee93880a372038586b8d33090192d)。從內(nèi)到外分為內(nèi)層、過濾層和外層,對(duì)應(yīng)于SMS結(jié)構(gòu)中的紡黏層、熔噴層、紡黏層。外層由紡黏非織造織物墊構(gòu)成,濾材孔徑尺度較大,可過濾較大尺寸顆粒;核心部件過濾層由熔噴非織造織物墊構(gòu)成,可過濾尺度更小的粒子近期,隨著新冠病毒的暴發(fā),市場(chǎng)上出現(xiàn)了“一罩難求”的局面。市場(chǎng)上口罩種類繁多,但真正具有病毒防護(hù)作用的只有醫(yī)用外科口罩和N95型口罩。由于缺乏對(duì)口罩結(jié)構(gòu)及防護(hù)原理的認(rèn)知,造成N95型口罩過度浪費(fèi)。為此,結(jié)合掃描電鏡照片對(duì)醫(yī)用外科口罩和N95型口罩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異做進(jìn)一步分析,如圖2所示(圖片來源:/news/1002.html)。醫(yī)用外科口罩和N95型口罩主要依靠中間過濾層發(fā)揮病毒防護(hù)作用。中間過濾層采用聚丙烯材料,通過熔噴法制得的隨機(jī)方向?qū)盈B的纖維膜,纖維直徑0.5～10μm,纖維膜通過擴(kuò)散、沉降截留、慣性撞擊、靜電等作用阻隔或捕捉攜帶病毒的飛沫及其他氣溶膠物質(zhì)。從圖2可看出,醫(yī)用外科口罩過濾層厚度約156μm,N95型口罩的熔噴層層數(shù)更多,厚度約為521μm,是醫(yī)用外科口罩的3倍,所以其防護(hù)性能更好。3病毒防護(hù)機(jī)理口罩的大致防護(hù)機(jī)理為過濾吸入空氣以及阻擋外界有害氣體、飛沫等接觸佩戴者口鼻黏膜。氣體、飛沫、微粒等在口罩濾材中的過濾機(jī)理非常復(fù)雜,根據(jù)其截留途徑及相互作用方式,過濾機(jī)理(見圖3)可分為以下幾種1)擴(kuò)散作用:極其微小的顆粒在布朗運(yùn)動(dòng)作用下位移到濾材表面,由于分子引力的作用,接觸到濾料的粒子因吸附而被過濾掉。2)沉降截留作用:較大的顆粒物質(zhì)隨氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)因重力作用沉降在濾材上,由于粒子直徑大于濾料纖維間隙而被濾材的機(jī)械篩濾過濾。3)慣性撞擊截留作用:當(dāng)氣流中的顆粒通過濾材的網(wǎng)狀通道時(shí),質(zhì)量較大的顆粒由于慣性作用,會(huì)偏離氣流方向,撞擊濾材并被截留。粒子大、密度高、氣流速度快時(shí)過濾效果最好。4)靜電作用:較小的顆粒(尤其是粒徑<2.5μm的粉塵)在靠近有靜電的濾材時(shí),由于靜電作用被吸附在濾材表面從而被過濾掉。靜電作用可在不增加氣流阻力的情況下提高過濾效率。5)負(fù)離子作用:負(fù)離子可捕捉周圍帶正電的粒子并與之中和后沉降從而達(dá)到過濾的目的?？谡謱?duì)病毒的防護(hù)機(jī)理取決于病毒類型。病毒種類繁多,粒徑差別很大。一般情況下病毒直徑在幾十納米到幾十微米間,且病毒并不是獨(dú)立存在的,總是依附于載體上。因此病毒的防護(hù)機(jī)理因其自身的特性而分為2大類:1)物理攔截作用:依靠濾材本身的特性,通過擴(kuò)散、沉降截留、慣性撞擊截留、靜電及負(fù)離子等作用對(duì)細(xì)菌和病毒進(jìn)行攔截過濾。這種攔截是一種物理作用,并不能殺滅細(xì)菌和病毒。2)滅菌作用:通過在濾材中添加一些功能性抗菌物質(zhì),當(dāng)細(xì)菌、病毒接觸濾材時(shí),抗菌物質(zhì)可破壞細(xì)菌和病毒的內(nèi)部結(jié)構(gòu),進(jìn)而達(dá)到滅殺細(xì)菌的目的。4口罩濾材制造關(guān)鍵技術(shù)口罩的使用效果主要取決于其過濾性能及舒適度,而其過濾性能(過濾阻力、過濾效率以及過濾精度等)和舒適度又取決于口罩的厚度、濾材纖維直徑、透氣性、孔隙率、抗張強(qiáng)度等。其中濾料的過濾效率最為關(guān)鍵。目前口罩濾材開發(fā)核心技術(shù)主要包括:①微納米纖維非織造織物的普適性和規(guī)?；苽?②新型技術(shù),如駐極技術(shù)、靜電紡絲技術(shù)。在本節(jié)中,通過對(duì)口罩材料及其發(fā)展歷程進(jìn)行回顧,對(duì)比分析不同性能材料的口罩的優(yōu)缺點(diǎn),為新型口罩材料的研發(fā)提供一定的理論指導(dǎo)。4.1棉纖維材料濾料棉紗口罩是最早也是最常用的一種口罩,始于20世紀(jì)50年代。其核心濾材為棉纖維編織成的棉紗布,由于棉紗布的多層密實(shí)堆積導(dǎo)致纖維間呈孔徑較大的孔隙結(jié)構(gòu),可對(duì)空氣中較大的顆粒物或粉塵形成物理攔截過濾,從而達(dá)到防護(hù)目的4.2非織造防護(hù)口罩的過濾原料非織造織物是將高聚物切片、短纖維或長(zhǎng)絲通過各種纖網(wǎng)成形方法和固結(jié)技術(shù)制成的柔軟透氣的呈平面結(jié)構(gòu)的新型纖維制品,具有工藝流程短、生產(chǎn)效率高、成本低、品種變化快、原料來源廣等特點(diǎn)。可按不同用途進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造,廣泛用于服裝、皮革、家居、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)過濾、汽車、包裝、農(nóng)業(yè)園藝、軍事國(guó)防等諸多領(lǐng)域,使用效果優(yōu)異。目前,根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同,非織造織物可分為水刺非織造織物、熱合非織造織物、漿粕氣流成網(wǎng)非織造織物、濕法非織造織物、紡黏非織造織物、熔噴非織造織物、針刺非織造織物、縫編非織造織物等非織造織物口罩的過濾性能由其原材料結(jié)構(gòu)、組成和性能共同決定。目前原材料主要有聚酯(PET、PBT)、聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、氨綸(PU)、聚丙烯(PP)等。其中,聚丙烯熔噴非織造織物價(jià)格低廉,物化性能穩(wěn)定,孔隙率高,透氣性能與過濾阻力好,且環(huán)保無毒,以其制備的口罩的過濾性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料當(dāng)前,眾多學(xué)者針對(duì)PP基防護(hù)口罩的親水性開展了大量研究。ZHANG等此外,還有大量關(guān)于PP基防護(hù)口罩過濾性能的研究。王利娜等4.3駐極體材料過濾性能的挑戰(zhàn)聚丙烯非織造織物口罩主要通過擴(kuò)散、沉降截留、慣性撞擊截留等來過濾空氣,實(shí)現(xiàn)防護(hù)功能。增大聚丙烯非織造材料的面密度,降低纖維直徑可有效提高聚丙烯非織造材料的過濾效率,但增大材料面密度會(huì)提高其過濾阻力所謂駐極體材料,即具有長(zhǎng)久保留電荷的電介質(zhì),該電荷可以是因極化而被“凍結(jié)”的極化電荷,也可以是陷入表面或體內(nèi)“陷阱”中的正、負(fù)電荷,在無外電場(chǎng)的作用下,能自身產(chǎn)生靜電作用力盡管駐極體材料能顯著改善濾材的過濾性能,但其在使用過程中極易產(chǎn)生衰減,難以實(shí)現(xiàn)濾材過濾效率的持久性,這極大地限制了駐極體口罩進(jìn)一步發(fā)展,也是未來亟待攻克的難題。4.4維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料防護(hù)濾材,尤其是口罩濾材,其纖維直徑越小,纖維相互堆積所形成的纖維氈的孔隙率越高,孔徑越小,濾材的壓降阻力越小,其防護(hù)效果也越好東華大學(xué)丁彬團(tuán)隊(duì)將高分子量、低濃度聚合物溶液直接噴射形成二維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料,通過優(yōu)化溶液特性,控制泰勒錐尖端荷電流體噴射模式,獲得了高壓電場(chǎng)中均勻懸浮分布的荷電液滴簇,通過調(diào)控收集器耦合誘導(dǎo)微電場(chǎng)的分布狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了荷電液滴的形變、相變、自組裝的精確調(diào)控,獲得了纖維直徑10～40nm的二維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料(納米蛛網(wǎng)),并成功制備了PVDF、PAN、Carbon、TiO然而,靜電紡納米纖維直徑較小,易導(dǎo)致納米纖維氈的整體力學(xué)性能下降,同時(shí),現(xiàn)有的靜電紡絲技術(shù)也很難產(chǎn)業(yè)化,即使小批量的生產(chǎn)也難以實(shí)現(xiàn)。因此,要實(shí)現(xiàn)納米纖維氈在口罩領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,需與傳統(tǒng)的非織造織物材料結(jié)合,開發(fā)具有高效低阻的復(fù)合濾材。4.5防護(hù)口罩的功能與應(yīng)用隨著人們生活水平的提高以及環(huán)境問題的日益突出,人們對(duì)口罩的要求不再局限于防塵,而是提出了更多功能性要求。眾多研究者針對(duì)性地開發(fā)出一些新的防護(hù)口罩,如防塵口罩、防曬口罩、抗菌口罩、防紫外線口罩、活性炭口罩、生物基復(fù)合型過濾口罩、抗菌口罩并相繼投放市場(chǎng),也有很多口罩還停留在概念上。但目前還沒有一款真正意義上的顏值與舒適俱佳,多功能性并存的新型防護(hù)口罩。功能型口罩也需要廣大科技工作者和技術(shù)人員的共同努力。5口罩的排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)確定地位。隨著口罩需求的日益增加,除了大的國(guó)內(nèi)產(chǎn)能外,大量的國(guó)外醫(yī)用口罩也紛紛涌入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。然而,由于國(guó)內(nèi)外口罩執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一致,給國(guó)內(nèi)口罩市場(chǎng)帶來一定程度的混亂,也給消費(fèi)者的選購帶來一定困難。關(guān)于防護(hù)口罩的標(biāo)準(zhǔn),各國(guó)先后出臺(tái)了多項(xiàng)規(guī)范性文件,包括:國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO17510—2015、ISO22609—2004,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTMF1862/F1862M—2017、ASTMF2100—2019、ASTMF2101—2019、ASTMF2299/F2299M—2003(2017)、CFRPart84,歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN136—1998、EN140—1999、EN143—2000、EN149—2001+A1—2009、EN14387—2006、EN14683—2019,英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS8468-2—2006、BSEN149—2001+A1—2009、BSEN12942—1998+A2—2008、BSEN14593-1—2018、BSEN137—2006,法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFS76-013—2002、NFS76-017—2009、NFS76-017/IN1—2009、NFS76-034/A1—2004、NFS76-034/A2—2009、NFS76-042—2003、NFS76-044—2005,日本標(biāo)準(zhǔn)JIST8151—2018以及中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2626—2019、GB2626—2006、GB19083—2010、GB/T32610—2016。目前,市場(chǎng)上的口罩主要有N我國(guó)是世界上口罩產(chǎn)能最大的國(guó)家,占全球50%以上的市場(chǎng)份額。我國(guó)的口罩標(biāo)準(zhǔn)主要分2類,即,顆粒物防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GB2626—2006、GB/T32610—2010、GB2626—2019、T/CTCA7—2019、T/CTCA1—2015,醫(yī)用防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GB19083—2010、YY0469—2011、YY/T0969—2013。這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布對(duì)規(guī)范和指導(dǎo)口罩類防護(hù)用品在日常生活和特殊環(huán)境下的應(yīng)用,保護(hù)人們的身體健康起到了積極的作用6口罩行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀我國(guó)是世界上最大的口罩生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó),年產(chǎn)量占全球的50%。2015—2019年,我國(guó)口罩產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,產(chǎn)值增長(zhǎng)率維持在10%以上。2019年我國(guó)口罩產(chǎn)量超過50億只,產(chǎn)值達(dá)到103.35億元。其中可用于病毒防護(hù)的醫(yī)用口罩占比高達(dá)54%。新冠肺炎疫情再一次給人類敲響了警鐘,也進(jìn)一步刺激了防護(hù)類紡織品的需求,2020年醫(yī)用口罩需求爆發(fā)式增長(zhǎng),且未來有望持續(xù)保持較快發(fā)展。圖4是2015—2020年全國(guó)口罩和醫(yī)用口罩占比變化及2019年大陸地區(qū)口罩產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值構(gòu)成(注:數(shù)據(jù)來源:/industry/202002/834952.html)?？谡中袠I(yè)產(chǎn)業(yè)鏈總體簡(jiǎn)單,上游主要是口罩生產(chǎn)的原材料及生產(chǎn)設(shè)備,中游為各類口罩的生產(chǎn)制造,下游則是藥店、醫(yī)院等口罩的流通渠道。我國(guó)目前約有21000多家企業(yè)涉及口罩生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)(涵蓋上下游相關(guān)企業(yè)),絕大部分企業(yè)集中在浙江、山東、河北、北京、河南等5個(gè)省份,占全國(guó)口罩企業(yè)總數(shù)的61.38%。盡管中國(guó)的口罩產(chǎn)能世界第一,但并不是核心技術(shù)的擁有者及品牌強(qiáng)國(guó),體現(xiàn)出大而不強(qiáng)的特征。目前,世界級(jí)品牌主要來自于美國(guó)和日本。表1為世界排名前十的口罩品牌及其核心技術(shù)。在全世界的口罩企業(yè)中,中國(guó)口罩企業(yè)的優(yōu)勢(shì)僅體現(xiàn)在低成本和高產(chǎn)能,對(duì)于核心技術(shù)的掌握以及標(biāo)準(zhǔn)的制定方面處于從屬地位。口罩背后是材料的競(jìng)爭(zhēng),也是裝備的競(jìng)爭(zhēng),因此,要實(shí)現(xiàn)中國(guó)口罩品牌的強(qiáng)勢(shì)崛起,在掌握具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)和裝備的同時(shí),必須實(shí)現(xiàn)新材料的開發(fā)和突破。7口罩專利公開數(shù)由于非典、霧霾等多種原因,口罩受到了人類的廣泛關(guān)注。圍繞著口罩的相關(guān)專利和論文也急劇上升。圖5(a)是2015—2019年我國(guó)口罩專利和熔噴專利公開和實(shí)審數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(數(shù)據(jù)來源:/category.jsp?nodeid=30406668)。從圖5(a)可以看出,2015年,口罩專利僅公開1項(xiàng),熔噴相關(guān)專利公開0項(xiàng),其實(shí)審數(shù)分別為56項(xiàng)和31項(xiàng)。自2015—2017年,口罩和熔噴專利數(shù)量急劇上升,其中,口罩專利公開數(shù)由2015年的1項(xiàng)增加到126項(xiàng),熔噴專利公開數(shù)由2015年的0項(xiàng)增加至24項(xiàng),其實(shí)審數(shù)也分別增加735%和564%。2017年后,口罩專利公開數(shù)有回落,并基本維持在55項(xiàng)左右,而熔噴專利公開數(shù)在最近4年幾乎趨于平衡,其實(shí)審數(shù)也基本上是先上升后下降的趨勢(shì)。將發(fā)明和申請(qǐng)的專利進(jìn)行詞頻分析,并制作成詞云,其結(jié)果如圖5(b)所示。從圖5(b)可以看出,廣大科技工作者對(duì)口罩的關(guān)注點(diǎn)主要集中在開發(fā)新型過濾材料,其中,非織造織物和活性炭纖維依舊是研究熱點(diǎn)。駐極體技術(shù)、納米材料、負(fù)離子材料、石墨烯材料等也廣泛應(yīng)用于新型濾材的開發(fā)。隨著新冠病毒疫情的蔓延,2020年關(guān)于口罩相關(guān)專利的申請(qǐng)肯定會(huì)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng),具有智能化結(jié)構(gòu)、高效低阻、可重復(fù)使用、功能化的濾材及相關(guān)產(chǎn)品必將是未來研發(fā)重點(diǎn)。8防護(hù)口罩的所面臨的挑戰(zhàn)隨著科技的進(jìn)步、環(huán)境的變化以及人們觀念的轉(zhuǎn)變,越來越多的新型口罩被開發(fā)并用于日常生活。環(huán)境惡化導(dǎo)致的空氣質(zhì)量下降,以及新型傳播性疾病的暴發(fā),使人們對(duì)防護(hù)用品的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深,因此,防護(hù)口罩在迎來新的發(fā)展機(jī)遇的同時(shí),也面臨著一些巨大的挑戰(zhàn),包括口罩的高效性、舒適性、功能性、可降解性、功能的可再生與重復(fù)性、個(gè)性化以及標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)性化等。8.1非織造織物層數(shù)口罩濾材的好壞,直接影響著口罩對(duì)周圍環(huán)境中病毒、細(xì)菌以及有害氣溶膠的過濾效率及其呼吸阻力。以醫(yī)用口罩為例,我國(guó)目前絕大部分醫(yī)用口罩是用3層非織造織物制備而成,其過濾效率有限。增加核心濾材中的非織造織物層數(shù)是改善其過濾效率行之有效的辦法。然而,非織造織物層數(shù)的增加也將帶來呼吸阻力的增加,它不僅會(huì)使口罩佩戴者換氣困難、胸悶氣短,也會(huì)導(dǎo)致口罩與面部貼合程度差,降低口罩的密封性,進(jìn)而嚴(yán)重影響口罩的過濾效率。為進(jìn)一步研發(fā)具備高效低阻特征的口罩,除了開發(fā)新型紡絲技術(shù)制備亞微米甚至納米纖維以外,還可以開發(fā)駐極體、負(fù)離子等復(fù)合過濾材料。8.2材料競(jìng)爭(zhēng)問題一款性能優(yōu)良的口罩除了高濾低阻的要求以外,還要求具有良好的透氣和透濕汽性、熱濕舒適性、隔熱性、親膚無刺癢感、安全等特性。目前市場(chǎng)上主流的、具有高效低阻的防護(hù)口罩的濾材主要是合成纖維,尤以聚丙烯纖維和聚四氟乙烯纖維為最。這些以合成纖維為主要材料的防護(hù)口罩,其生物相容性以及舒適程度遠(yuǎn)低于天然纖維,而天然纖維較粗,很難達(dá)到合成纖維的高效低阻效果。3M中國(guó)有限公司之所以獨(dú)占市場(chǎng)鰲頭,極大地依賴于新材料的研發(fā)?？谡之a(chǎn)業(yè)的背后是材料的競(jìng)爭(zhēng),也是裝備的競(jìng)爭(zhēng)。因此,開發(fā)天然纖維超細(xì)化相配套技術(shù),或者開發(fā)生物相容性較好的纖維甚至新型纖維材料能極大地推進(jìn)口罩產(chǎn)業(yè)的跨越式前進(jìn)。8.3口罩罩面材料的開發(fā)無論是居家,還是室內(nèi)外公共場(chǎng)所,人人都有可能接觸到各種細(xì)菌、病毒,甚至是攜帶細(xì)菌病毒的氣溶膠。目前市場(chǎng)上的絕大部分口罩只能阻隔,不能真正的殺菌消毒。如果濾材或者口罩罩面材料具有一定的抗菌性能,則可以有效抑制細(xì)菌的繁殖和生存,避免細(xì)菌感染,從而降低風(fēng)險(xiǎn)。此外,阻燃、防靜電、耐洗滌、耐氧化、耐消毒等也影響著口罩整體性能,這就要求開發(fā)出具有一定功能性的罩面材料和濾材。而功能性材料的開發(fā)往往會(huì)犧牲材料原有性能,如力學(xué)性能、舒適性能等。如果能夠真正平衡功能性、舒適性以及材料原有性能間的矛盾,實(shí)現(xiàn)舒適性和功能性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,將有利于我國(guó)站在口罩產(chǎn)業(yè)的金字塔尖。8.4廢口罩的再利用目前,市場(chǎng)上的口罩品種較多,包括醫(yī)用防護(hù)口罩、KF95口罩、N95口罩、3M口罩等,這些口罩都是一次性防護(hù)口罩。據(jù)統(tǒng)計(jì),疫情期間,我國(guó)每天產(chǎn)生約2500萬～5000萬只廢棄口罩,這些廢棄口罩一般按照生活垃圾分類的要求處理,或統(tǒng)一消毒、包裝后交醫(yī)療廢物處置中心處置。除少部分可回收利用,極大部分進(jìn)行填埋處理。研究顯示:合成纖維在自然環(huán)境下降解需要幾十甚至幾百年時(shí)間,這將極大地污染環(huán)境和生物體健康8.5荷電再生重復(fù)使用口罩對(duì)于口罩行業(yè)而言,能夠生產(chǎn)的功能性口罩包括活性炭纖維口罩以及運(yùn)用駐極體技術(shù)、納米材料、負(fù)離子以提高其過濾效率的新型口罩。利用靜電吸附以及纖維排列后對(duì)微細(xì)顆粒和飛沫的阻隔,實(shí)現(xiàn)對(duì)攜帶病毒、細(xì)菌等微?；蝻w沫的有效防護(hù)。然而,使用過程中,口罩會(huì)因細(xì)菌、病毒在靜電層的沉積以及水汽等導(dǎo)致的荷電層的靜電消除,削弱其過濾效果,甚至失效。因此,在不破壞口罩材料及微觀結(jié)構(gòu)的情況下,先殺死或者去除沉積到口罩上的病毒、細(xì)菌,再為中間靜電層補(bǔ)充靜電,重新將外界電荷轉(zhuǎn)移至中層非織造織物,是實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用防護(hù)口罩的導(dǎo)則。陳建峰院士團(tuán)隊(duì)在這一導(dǎo)則下,對(duì)4類廣泛使用的普通口罩(一次性防塵口罩、一次性醫(yī)用口罩、一次性醫(yī)用外科口罩、國(guó)外進(jìn)口KF94口罩)進(jìn)行了荷電再生重復(fù)使用實(shí)驗(yàn)研究。其中,一次性醫(yī)用口罩、一次性醫(yī)用外科口罩和國(guó)外進(jìn)口KF94口罩再生后,口罩重要指標(biāo)(0.1μm微粒過濾效率,即阻隔率)與新口罩相當(dāng)(衰減約0.5%～1.5%);一次性防塵口罩再生后,其過濾效率較新口罩提升50%;一次性醫(yī)用外科口罩荷電再生循環(huán)10次后,其過濾效率與新口罩相當(dāng)(衰減約0.5%),取得了極大的技術(shù)突破8.6口罩檢測(cè)一般標(biāo)準(zhǔn)的比較作為中國(guó)2019年口罩十大品牌和日用消費(fèi)品的領(lǐng)頭羊,尤妮佳2019財(cái)年收入66億美元,利潤(rùn)近6億美元。它也先后2次入選福布斯發(fā)布的“全球100家最具創(chuàng)新力公司”