既能抑菌又抗病毒，三层复合材料制成新型防护服

• 2023-02-17 22:54:12 来源：科技日报

科技日报记者 张晔 通讯员 徐凌

【资料图】

闷热、不透气、舒适性差、防护性较弱、一次性使用成本较高……大家印象中的“大白”防护服是不是这样的？

近日，南通大学防护服研发学生团队从新型复合材料着手，研发出一种具备主动抗菌抗病毒功能的新型防护服。该防护服突破了现有防护面料耐久性能差、抗菌抗病毒持久性低和阻隔膜透气透湿能力弱的瓶颈，抑菌率高达99.99%以上，抗病毒活性率达到99.42%以上，可重复使用50次以上，且具有便携式双向调温设备。

多层可复用面料提高防护性和舒适性

与病毒赛跑的日子里，街头巷尾、社区内外，随处可见身影繁忙的医护人员和志愿者，他们有一个共同的名字——“大白”，一身白色防护服是保护穿着者不受病毒侵害的重要屏障。

目前，市场主流的医用防护服面料普遍采用纺粘-熔喷-纺粘复合面料，这种面料有着对细菌的阻隔性、抗静水压能力较强的优势，但同时存在着只具备被动阻隔防护功能、透气和透湿性能较差、不可重复使用、单次使用成本较高且污染严重等不足。

南通大学防护服研发学生团队走访了江苏省、安徽省、上海等多个省市，深入调研2836位医务人员、社区工作者以及防疫志愿者，针对现有防护服的不足，用近2年时间，研制出多层高导湿、可复用防护面料。

该新型防护服的面料由疏水层、抗菌层和舒适层三层复合而成。最外层为防护层，对涤纶针织物进行有机硅疏水剂整理，通过常温常压等离子体刻蚀与诱导技术、高温焙烘处理，制成超疏水涤纶织物，实现防水、自清洁功能。专业机构测试结果表明，该面料具有出色的耐洗涤牢度和耐摩擦牢度，为最终产品的可重复使用提供保障。

面料中间层为隔绝层。团队首先利用化学原位还原法，通过调控硝酸银浓度、聚氨酯用量和反应温度，在水性聚氨酯体系中制备出粒径10nm左右、高效稳定的纳米银抗菌剂，可实现低负载量，高抑菌率。随后，通过多喷头静电纺丝技术，将抗菌剂加入纺丝液，制成高导湿抗菌抗病毒PU隔绝膜，在实现物理阻隔的同时具有主动抗菌抗病毒的功能，进一步增强防护服自身的防护性能。

面料的最内层为舒适层。研发团队在复合面料内层又贴合一层经编网眼布，对中间的隔绝层进行保护，防止其受到刮擦，同时进一步提高穿着舒适性。

综合考虑最终产品的防护性能及穿着舒适性，团队采用点胶复合技术，在膜与基布之间的复合时，膜面点状上胶，菱形胶点。由于网眼布的有效粘附面积较小，在贴合网眼布时，采用网眼布上胶。随后经过反复优化上胶量、涂层压力、复合压力、熟化温度等工艺，最终实现三层结构的高度复合，同时保证了各层结构功能的完整性，达到了一体化设计的目的。

专业测试结果表明，复合之后的防护面料在过滤效率、抗渗水性、抗合成血液穿透性、断裂强力、透湿性、防水性、静电衰减性和抗菌性方面都表现出了优良的性能。同时，在通过不同消毒剂对防护服进行多次洗消处理后，防护面料各方面性能变化微小，表现出优异的可重复使用性。

便携式双向调温装置改善人体热应激反应

调温调湿是实现人体热应激调节改善舒适性的关键。针对目前市场上防护服普遍存在闷热、不透气等问题，该研发团队进一步攻克了制冷、加热双向调控装备的小型化设计与加工工程设计难题。主要采用模块化三位一体的结构，结合3D打印技术，将半导体元器件、温度/风量调节装置、电源装置等集为一体，设有上下两个出风口和两个吸气口，从而达到制冷和加热两种模式。

与此同时，设备还具有风量调节功能，使用者可根据自身感受合理选择档位。在此基础上，研发团队进一步实现设备轻便化，满足了长时间随身携带的需求。

在高导湿可复用防护面料研发与双向调温设备研制基础上，该研发团队基于人因工学对现有防护服进行了细节优化设计，并完成防护服与双向调温装置的集成，在确保防护效果的同时大幅提升服装热湿传递效果，最终制得新型防护服。新型防护服可满足使用者在不同室内外环境下的防护需求，不仅大幅度提升穿着舒适性，且大大降低了单次使用成本。

目前，该团队的相关研究成果已发表于《染整技术》《印染助剂》等杂志，并获多项专利。自2022年2月至今，该新型防护服已在多家医院及卫生健康单位试用共计3806人次，使用结果反馈表明该产品防护性能可靠、穿脱方便，能有效提升穿着舒适感及工作效率。

标签： 复合材料

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