科技日報記者 張曄?通訊員 徐凌
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悶熱、不透氣、舒適性差、防護性較弱、一次性使用成本較高……大家印象中的“大白”防護服是不是這樣的？
近日，南通大學防護服研發學生團隊從新型復合材料著手，研發出一種具備主動抗菌抗病毒功能的新型防護服。該防護服突破了現有防護面料耐久性能差、抗菌抗病毒持久性低和阻隔膜透氣透濕能力弱的瓶頸，抑菌率高達99.99%以上，抗病毒活性率達到99.42%以上，可重復使用50次以上，且具有便攜式雙向調溫設備。
多層可復用面料提高防護性和舒適性
與病毒賽跑的日子里，街頭巷尾、社區內外，隨處可見身影繁忙的醫護人員和志愿者，他們有一個共同的名字——“大白”，一身白色防護服是保護穿著者不受病毒侵害的重要屏障。
目前，市場主流的醫用防護服面料普遍采用紡粘-熔噴-紡粘復合面料，這種面料有著對細菌的阻隔性、抗靜水壓能力較強的優勢，但同時存在著只具備被動阻隔防護功能、透氣和透濕性能較差、不可重復使用、單次使用成本較高且污染嚴重等不足。
南通大學防護服研發學生團隊走訪了江蘇省、安徽省、上海等多個省市，深入調研2836位醫務人員、社區工作者以及防疫志愿者，針對現有防護服的不足，用近2年時間，研制出多層高導濕、可復用防護面料。
該新型防護服的面料由疏水層、抗菌層和舒適層三層復合而成。最外層為防護層，對滌綸針織物進行有機硅疏水劑整理，通過常溫常壓等離子體刻蝕與誘導技術、高溫焙烘處理，制成超疏水滌綸織物，實現防水、自清潔功能。專業機構測試結果表明，該面料具有出色的耐洗滌牢度和耐摩擦牢度，為最終產品的可重復使用提供保障。
面料中間層為隔絕層。團隊首先利用化學原位還原法，通過調控硝酸銀濃度、聚氨酯用量和反應溫度，在水性聚氨酯體系中制備出粒徑10nm左右、高效穩定的納米銀抗菌劑，可實現低負載量，高抑菌率。隨后，通過多噴頭靜電紡絲技術，將抗菌劑加入紡絲液，制成高導濕抗菌抗病毒PU隔絕膜，在實現物理阻隔的同時具有主動抗菌抗病毒的功能，進一步增強防護服自身的防護性能。
面料的最內層為舒適層。研發團隊在復合面料內層又貼合一層經編網眼布，對中間的隔絕層進行保護，防止其受到刮擦，同時進一步提高穿著舒適性。
綜合考慮最終產品的防護性能及穿著舒適性，團隊采用點膠復合技術，在膜與基布之間的復合時，膜面點狀上膠，菱形膠點。由于網眼布的有效粘附面積較小，在貼合網眼布時，采用網眼布上膠。隨后經過反復優化上膠量、涂層壓力、復合壓力、熟化溫度等工藝，最終實現三層結構的高度復合，同時保證了各層結構功能的完整性，達到了一體化設計的目的。
專業測試結果表明，復合之后的防護面料在過濾效率、抗滲水性、抗合成血液穿透性、斷裂強力、透濕性、防水性、靜電衰減性和抗菌性方面都表現出了優良的性能。同時，在通過不同消毒劑對防護服進行多次洗消處理后，防護面料各方面性能變化微小，表現出優異的可重復使用性。
便攜式雙向調溫裝置改善人體熱應激反應
調溫調濕是實現人體熱應激調節改善舒適性的關鍵。針對目前市場上防護服普遍存在悶熱、不透氣等問題，該研發團隊進一步攻克了制冷、加熱雙向調控裝備的小型化設計與加工工程設計難題。主要采用模塊化三位一體的結構，結合3D打印技術，將半導體元器件、溫度/風量調節裝置、電源裝置等集為一體，設有上下兩個出風口和兩個吸氣口，從而達到制冷和加熱兩種模式。
與此同時，設備還具有風量調節功能，使用者可根據自身感受合理選擇檔位。在此基礎上，研發團隊進一步實現設備輕便化，滿足了長時間隨身攜帶的需求。
在高導濕可復用防護面料研發與雙向調溫設備研制基礎上，該研發團隊基于人因工學對現有防護服進行了細節優化設計，并完成防護服與雙向調溫裝置的集成，在確保防護效果的同時大幅提升服裝熱濕傳遞效果，最終制得新型防護服。新型防護服可滿足使用者在不同室內外環境下的防護需求，不僅大幅度提升穿著舒適性，且大大降低了單次使用成本。
目前，該團隊的相關研究成果已發表于《染整技術》《印染助劑》等雜志，并獲多項專利。自2022年2月至今，該新型防護服已在多家醫院及衛生健康單位試用共計3806人次，使用結果反饋表明該產品防護性能可靠、穿脫方便，能有效提升穿著舒適感及工作效率。
