重離子微孔膜粗看是半透明塑料薄膜。
微孔膜防護口罩
兩個大國重器落戶惠州，很多人不太容易理解這樣的高科技與當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系。其實，除了科技創(chuàng)新、人才匯聚、技術(shù)應(yīng)用之外，產(chǎn)業(yè)發(fā)展則是大科學(xué)裝置與惠州已經(jīng)和正在發(fā)生的親密接觸。比如，小到可開水浸泡消毒的抗疫口罩，大到能應(yīng)對幾倍流量的污水處理組件器，一張由重離子技術(shù)研制出來的高科技“薄膜”就功不可沒。
可反復(fù)使用的“黑科技” 口罩
今年一場突如其來的新冠肺炎疫情，讓惠州市科近離子膜材料研究院（下稱研究院）走進了公眾視野。研究院是由中國科學(xué)院近代物理研究所與惠州市科學(xué)技術(shù)局合作共建，依托中國科學(xué)院近代物理研究所在核物理和加速器方面的技術(shù)人才優(yōu)勢，引進多個學(xué)科的人才，形成“產(chǎn)學(xué)研用”的科研團隊，從事新材料研究和技術(shù)開發(fā)，進行重離子微孔膜技術(shù)在水處理、環(huán)境保護、食品、生物、醫(yī)療、防偽等領(lǐng)域的研究，促進科研技術(shù)的民用化，創(chuàng)造新的經(jīng)濟價值。項目負責(zé)人莫丹博士是中國科學(xué)院近代物理研究所研究員、中國科學(xué)院大學(xué)博士生導(dǎo)師、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會會員，主要從事重離子微孔膜成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化工作。
2月中旬，正是各類醫(yī)用防疫物資尤其是防護口罩緊缺之時。在廣東惠州，惠州離子科學(xué)研究中心和惠州科近離子膜材料研究院接到先進能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室的一個緊急任務(wù)：研究探討重離子微孔膜在防疫物資方面的應(yīng)用。研究院充分發(fā)揮在重離子微孔膜領(lǐng)域內(nèi)的人才與技術(shù)優(yōu)勢，最后決定先從民用口罩入手進行技術(shù)攻關(guān)，緊急研發(fā)出一款民用重離子微孔膜防護口罩，成功后委托惠州市泓源水處理科技有限公司實現(xiàn)量產(chǎn)。
與普通口罩不同，惠州研發(fā)的這種口罩將用上一個高科技組件——利用重離子技術(shù)制造的微孔膜?；葜菔秀此幚砜萍加邢薰究偨?jīng)理劉廣停和研究院負責(zé)人莫丹博士等技術(shù)骨干們接受任務(wù)后，立即結(jié)束春節(jié)假期返回惠州，開始了沒日沒夜的試驗。十幾天后，他們終于拿出了合格的樣品，大家都為此瘦了好幾斤。
3月初，一款可重復(fù)使用的“黑科技”口罩在惠州面世。經(jīng)廣州市微生物研究所檢測，該口罩顆粒過濾效率可達75%，遠高于醫(yī)用外科口罩顆粒過濾效率30%的標準；呼吸阻力約為13帕，遠小于外科口罩49帕的標準；細菌過濾效率為約90%。
同時，該口罩可耐120攝氏度高溫，單次使用后，用沸水浸泡10分鐘消毒殺菌，晾干后即可繼續(xù)多次使用——直到口罩整體被“用壞”為止。經(jīng)第三方機構(gòu)檢測，該款口罩重復(fù)使用20次以后，整體性能不下降。當時，這款口罩被大量捐給了當?shù)胤酪卟块T，并陸續(xù)投放市場，一定程度上緩解了防疫物資緊張局面。
重離子微孔膜污水處理技術(shù)
這只是離子膜應(yīng)用的“牛刀小試”， 科近離子膜材料研究院的目標，是要將技術(shù)應(yīng)用到水污染治理領(lǐng)域。項目負責(zé)人莫丹博士認為，這才是目前應(yīng)用最廣、效益最大的領(lǐng)域。
污水處理器的核心組件是過濾板。搭載了微孔膜的過濾板，最近已在研究院研制成功。它能攔截更微小的顆粒物，幾乎不會被堵塞（因此可在清洗表面后反復(fù)使用），且能應(yīng)對幾倍的瞬時過水量——這在夏天驟雨頻仍的華南地區(qū)尤其有用。
惠州市泓源水處理科技有限公司總經(jīng)理劉廣停向記者展示了一臺小型化水處理設(shè)備，只見深色污水經(jīng)過重離子微孔膜組件處理后，污水瞬間變得干凈透亮，讓人印象深刻。
“配以其他處理技術(shù)，重離子微孔膜在針對不同行業(yè)污水處理中的應(yīng)用前景非常廣闊。”項目組負責(zé)人莫丹博士對此十分自信。
科技的每一次進步，都在國計民生上留下濃墨重彩的一筆。
近水樓臺先得月。目前，由惠州科近離子膜材料研究院研制的新型雨污兩用污水處理設(shè)備已在惠南科技園投入中試產(chǎn)水，產(chǎn)水水質(zhì)明顯優(yōu)于地表五類水。
按照劉廣停的設(shè)想，這樣的高科技污水處理產(chǎn)業(yè)第一步是解決雨水、河道水、景觀水的治污，第二步延伸至醫(yī)療廢水、垃圾填埋場廢水的無害化處理。未來，小型化低成本的海水淡化工程也能拓展，主要用在無人島礁上。
“惠州比較早開始整治修復(fù)西湖及其他河涌水質(zhì)，我覺得可以應(yīng)用上這種技術(shù)。讓水體自凈、自我修復(fù)的根本，就是讓水中高效增氧，水生動植物有了好的生存環(huán)境，就能達到自生態(tài)循環(huán)?！眲V停說，現(xiàn)在要做的就是要爭取盡快完成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
微孔膜每個孔道都是直線貫通
一張重離子微孔膜成了抗“疫”利器，個中緣由，要從它的“出生”說起。
在蘭州的實驗室里，重離子加速器停止，一張薄如蟬翼的塑料膜被工程師小心取出，一次重離子束流轟擊已在其上打出無數(shù)納米級別口徑的微孔徑跡。再經(jīng)過蝕刻，一張重離子微孔膜就誕生了。
據(jù)悉，普通過濾膜靠的是物理拉伸和化學(xué)蝕刻來打孔，不但孔道大小寬窄不一，還并非直線貫通，導(dǎo)致過濾能力不佳、不耐高溫和容易變形，還容易將過濾后物質(zhì)“卡”在曲折的孔道里無法清除，久之就堵住了。
而微孔膜毫無上述缺陷，它的每個孔道都是直線貫通，且大小相等，可耐高溫，過濾物質(zhì)無法留存，一沖一刷即清除干凈——這也是離子膜口罩可經(jīng)燙洗消毒重復(fù)使用的原因之一。（文、圖/廣州日報全媒體記者謝英君、秦仲陽）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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