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科大納米薄膜造透明口罩 助聽障者讀唇 細菌過濾效率99%

By on December 24, 2020

原文刊於信報財經新聞「StartupBeat創科鬥室

高平(左二)及其科大團隊認為,納米材料擁有龐大潛力。(科大圖片)

高平(左二)及其科大團隊認為,納米材料擁有龐大潛力。(科大圖片)

坊間有售的透明口罩,其透氣及隔菌能力,始終不及傳統外科口罩。香港科技大學研發一種極薄的聚合物納米薄膜,稱較同一質量(mass)的不銹鋼堅固25倍,具備透明、透氣及防水特質之餘,亦可調校當中氣孔大小,適合用於穿戴式裝置、醫療防護產品、海水淡化濾膜和太陽能電池等範疇上。

科大(廣州)先進材料學域署理主任高平教授所帶領的團隊,肺疫下一直研究以高性能新物料,製造一款既透明亦透氣的口罩。團隊其後製成一個原模,並透過與NIOSH NaCI(N95呼吸器測試標準)同等水平的測試,證明口罩對病毒、細菌及其他粒子的過濾效率達99%。

納米薄膜厚度只有20納米,由超高分子量聚乙烯製成,可調校當中氣孔大小。(科大圖片)

納米薄膜厚度只有20納米,由超高分子量聚乙烯製成,可調校氣孔大小。(科大圖片)

申6專利 可用於海水化淡

高平指出,市面流行的口罩一般不透明,雖能保護佩戴者減低感染機會,但對透過讀唇或面部表情溝通的人士,例如聽障者、教師、兒童保育員或演藝人員等造成不便。科大團隊認為,納米材料擁有龐大潛力,故研究以納米薄膜技術,製作一款具備高透氣度、高效隔菌的透明口罩。

納米薄膜由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)製成,厚度只有20納米(較千分之一根頭髮還要薄)。UHMWPE是一種輕型材料,可用於製作避彈衣,但沿相反方向拉扯很易斷裂。後來,團隊把UHMWPE放入潤滑劑,藉此變成凝膠狀態。正如護髮素令頭髮順滑,成功提升物料的彈性,亦有效防止其分子鏈糾纏,以排序成堅固物料獨有的三角形結構。

除了口罩以外,科大研究團隊亦已經就納米薄膜在其他範疇應用申請了6項專利,包括用於海水化淡的納米濾膜。

以納米材料製造的口罩,透明、 透氣又能隔絕病毒。(科大圖片)

以納米材料製造的口罩,透明、 透氣又能隔絕病毒。(科大圖片)

製傷口敷料直接塗藥能防水

由於納米薄膜可以調校氣孔大小,相比目前最強效的膜蒸餾法(Membrane Distillation)海水淡化聚合物濾膜,有關產品的化淡效率更出色,較市面現存產品高出10倍,亦是世界紀錄近3倍。

納米薄膜貼服、防菌、透明而堅韌的特質,是生物醫學應用的理想材料。例如,可用來製造傷口敷料,暫時成為患者皮膚的替代品,這對大範圍燒傷尤其有效。醫生只要在敷料上直接塗藥,讓藥物滲透至傷口底層。同時,敷料具備良好防水性能,傷者貼後洗澡也毋須擔心傷口濕水。

納米薄膜亦可成為感應器,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。

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