NTU 科学家开发纳米抗菌口罩，可过滤99.9%的病毒

NTU科学家开发了可重复使用的纳米抗菌口罩，能过滤99.9%的细菌、病毒和颗粒物(PM)。它的新型抗菌涂层可以在45秒内杀死细菌，而且有效期达至少6天。该口罩可清洗重复使用10次以上，其过滤效率超过N95口罩。

Liu Zheng副教授（左）与 Lam Yeng Ming教授（右）

来源：NTU

5月中旬，由于面临感染人数增加，新加坡收紧了新冠肺炎防控措施，并建议民众使用更有效的口罩，以帮助遏制冠状病毒的传播。

新加坡南洋理工大学的材料科学家近日研发出一种可重复使用的“纳米技术口罩”，这种口罩可以阻挡99.9%的细菌、病毒和颗粒物，而且可以在45秒内杀死细菌。其抗菌涂层效力可持续至少6天，且过滤效率超过标准N95口罩（可过滤95%的PM0.3）。它还可以清洗和重复使用10次以上，比传统的一次性口罩更可持续，但同样容易呼吸。

口罩成分

该纳米抗菌口罩由两个关键成分组成：一种由Lam Yeng Ming教授开发并获得专利的铜纳米粒子制成的抗菌涂层，一种为Liu Zheng副教授发明的织物口罩，这种织物口罩具有独特的介电特性，可以吸引所有的纳米粒子和细菌。其抗菌涂层涂在织物口罩上，发挥有效作用。

NTU研发口罩带有纳米抗菌涂层，来源：NTU

Lam Yeng Ming教授同时也是南洋理工大学材料科学与工程学院院长，她表示，该口罩将抗击COVID-19所需的两种最理想的特性成功结合到一个过滤器中。“在实验中，我们的纳米铜涂层具有极快且持续的抗菌活性，当遇到多重耐药性细菌时，杀灭效率高达99.9%。与传统的外科口罩相比，这将为使用者提供两层保护。”

实验过程

该口罩的抗菌效果实验是与新加坡国立大学的科学家合作进行的。他们将多种耐药细菌以液滴的形式引入织物表面，模拟现实生活中的情况，观察到几乎所有的细菌都在45秒内死亡。

这种抗菌涂层实现有效性有两方面的原因：一是纳米颗粒的尺寸非常小，大约比人类头发丝的宽度小1000倍。与更大的颗粒相比，数以百万计的纳米颗粒为病毒和细菌的接触提供了巨大的表面积。第二是氧化铜材料引起的高水平氧化损伤。氧化铜诱导活性氧的产生，导致细菌细胞膜等重要细胞结构的DNA损伤，严重破坏细胞膜，导致细菌死亡。

南洋理工大学的研究小组对他们的纳米颗粒涂层在苛刻的条件下进行了120次洗涤(在有肥皂或在45℃有活性成分的情况下)，发现几乎没有铜的损失——其意味着对人体造成的毒性风险很小。纳米颗粒也会附着在口罩内的纤维上，所以佩戴口罩时不会与人类皮肤接触。

未来应用

该抗菌涂层已经通过南洋理工大学的创新创业公司NTUitive申请了专利，其团队也已经在与当地一家公司合作，将该涂层涂在他们的产品上。

而电介质复合织物材料现在被一家海外制造商用于生产N95口罩，这种口罩呼吸起来像一次性外科口罩一样方便，并在市场上出售。

该研究团队目前正在寻求与当地的合作，并希望合作伙伴能授权和扩大该二合一口罩的生产。同时，团队目前也准备在科学期刊上提交科学论文。