【香港創科】港大學生團隊研發納米纖維口罩濾芯 可清洗重用兼得加拿大創新獎項

業界頭條 18:37 2020/09/21

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港大團隊又有關於新冠肺炎的新研究出爐!港大土木工程系本科生團隊,於該系湯初陽教授和郭浩博士的指導下成功研發納米纖維口罩濾芯,當中可以保證透氣度之外,去除顆粒物能力世遠勝現有口罩濾芯,兼可清洗重用的!有關發明更獲得第 5 屆加拿大國際發明創新大賽金獎及 20 大最佳發明獎,以及與多倫多國際創新與先進技能協會特別獎,正式宣告衝出香港。 
  
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港大土木工程系本科生團隊,於該系湯初陽教授和郭浩博士的指導下成功研發納米纖維口罩濾芯,運用靜電紡絲技術紡織納米纖維作為新型過濾材料,遠小於熔噴纖維的微米級直徑。這種過濾材料的特別之處是孔隙率高於 8 成,能有效降低空氣過濾阻力外,透過相互連接的納米纖維網,藉利用其獨特結構、化學特性,確保高效地去除空氣污染物,而研究團隊為納米纖維口罩濾芯設計了 1 款三文治結構,提高整體機械強度及過濾性能。

研究團隊為納米纖維口罩濾芯採三文治結構,提高整體機械強度及過濾性能。

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該三文治結構是由兩層外層疏水層、1 層中間過濾層組成。外層由直徑為 800 至 1,000 納米的粗纖維構成,提供足夠機械支撐濾芯。外層疏水特性也可有效阻隔水份,保護中間過濾層不受水份影響。至於中間過濾層由直徑 100 至 400 納米的細纖維構成,藉細小孔徑有效捕捉空氣中的細小顆粒物與污染物。

納米纖維口罩濾芯的電子顯微鏡圖片。

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團隊測試後發現,納米纖維口罩濾芯對 0.3、2.5、10 微米顆粒物過濾表現,都勝過使用普通即棄外科口罩。例如對 0.3 微米的顆粒過濾,納米纖維口罩濾芯可以做到 9 成以上的過濾率,惟普通即棄外科口罩過濾率只是不足 5 成。

值得一提的是,研究團隊也為納米纖維口罩濾芯設定為可清洗重用的設計,簡單以酒精清洗,加熱烘乾後即可再用,且能維持其出色的空氣過濾性能,而這種設計可減少即棄口罩帶來的環境問題,提高產品可持續性。現時研究團隊正改良納米纖維口罩濾芯的各項性能,製作不同口罩樣板。

清洗再用後對 2.5 微米顆粒的過濾效果比較。

此外,納米纖維口罩濾芯獲得第 5 屆加拿大國際發明創新大賽金獎及 20 大最佳發明獎、多倫多國際創新與先進技能協會特別獎,現尋商品化途徑。而在香港大學技術轉移處協助下,當中亦已申請了美國專利。

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過濾 2.5 微米顆粒效能遠勝普通即棄外科口罩。

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撰文 : 張文啟

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