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科大研發全球最堅固的聚合物納米薄膜 製作具高效隔菌功能的透明口罩

香港科技大學(科大)的研究團隊研發了一種極薄的聚合物納米薄膜。這塊薄膜不僅較同一質量的不銹鋼堅固二十五倍 ,同時亦具備透明、透氣及防水特質,更可調教當中的氣孔大小,適用於製造可穿戴式裝置、醫療防護產品、海水淡化濾膜、太陽能電池及應用於其他前沿科技上。

科大科研團隊運用新聚合物納米物材料製造的口罩,不但透明透氣,亦能隔絕病毒和細菌。(圖片來源:科大新聞)


自新型冠狀病毒病疫情出現以來,由科大化學及生物工程學系教授及科大(廣州)先進材料學域署理主任高平所帶領的團隊,集中研究將納米薄膜應用到製作一款不僅透氣度高、且有高效隔菌功能的透明口罩。研究團隊最终製成一個原模,並透過進行與NIOSH NaCI (N95呼吸器測試標準) 同等水平的測試,證明口罩對病毒、細菌以及其他粒子的過濾效率高達百分之九十九。


除口罩以外,研究團隊亦已就納米薄膜在其他範疇的應用申請了六項專利,當中包括用於海水化淡的納米濾膜。納米薄膜可調教氣孔大小的特性,令有關產品成為目前全球最強效的膜蒸餾法(membrane distillation)海水淡化聚合物濾膜,化淡效率不僅較市面現存產品高出十倍,亦是世界記錄近三倍。


納米薄膜可調教氣孔大小,因而成為目前全球最強效的海水化淡蒸餾膜,化淡效率更較世界記錄高出近三倍。(圖片來源:科大新聞)


納米薄膜貼服、防菌、透明而堅韌的特質,令其成為不同生物醫學應用的理想材料。例如用作製造無需每天替換、並可在傷口上直接塗藥的新一代傷口敷料,藥物便能滲透至傷口底層。敷料具備良好防水性能,病人貼上敷料後即使洗澡亦無須擔心傷口會碰到水。

納米薄膜也可成為更佳的感應器(motion sensor),用作感測人體動作或設計機械人動作等。除了生物醫學及環境範疇,納米薄膜亦可用於電子儀器上,例如經納米薄膜傳聲的高音質喇叭器材、超薄電池以及高能高儲量的電容器等。


納米薄膜較市場現有的傷口敷料更為貼服。(圖片來源:科大新聞)


團隊研發的納米薄膜,厚度只有二十納米(較千分之一根頭髮還要薄),是由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)所製成。UHMWPE是一種可用於製作避彈衣的輕型材料,但利用傳統的通過將材料沿著相反的方向拉伸,以改變其内部無序和纏結的高分子鏈的固有取向,進而降低膜厚度的方式很容易令材料斷裂。

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