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　近日，清華大學(xué)天津高端裝備研究院的功能高分子首席專家李景燁研究員帶領(lǐng)團隊，利用電子束接枝改性技術(shù)，開發(fā)了一種能夠廣譜消殺新型冠狀病毒等包膜類病毒及各種細菌的抗病毒抗菌功能紡織面料，將其用于個人服裝及家居紡織用品的制作，有望助力新冠疫情抗擊行動早日迎來最終的勝利，為健康中國戰(zhàn)略目標添磚加瓦。

　　值得一提的是，該團隊3月還拿到了中國最高級別生物安全實驗室的權(quán)威檢測報告，證實其電子束接枝技術(shù)能夠有效對抗新冠原始毒株與奧密克戎毒株。根據(jù)國際公認的抗病毒紡織品標準，抗病毒率超過 99% 可以稱為有效；檢測結(jié)果顯示，他們所制備的抗病毒抗菌紡織品對于新冠病毒達到了 99.89% 的抗病毒率，完全符合國際標準的要求。

　　據(jù)悉，在此之前，研究人員還針對流感病毒H3N2以及常見的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌等微生物開展了測試工作，并取得了理想的效果。

借用“果木嫁接”概念，實現(xiàn)安全性、耐用性和廣譜抗菌三大特征

　　與傳統(tǒng)的面料功能性改造方法不同，該團隊采用電子束接枝改性技術(shù)來完成抗病毒抗菌的功能處理，其關(guān)鍵在于讓纖維大分子與功能分子之間完全形成牢固的共價鍵鏈接。

　　這里的高分子化學(xué)術(shù)語“接枝改性”，其實是借用了園藝學(xué)中的“果木嫁接”概念。通過果木嫁接技術(shù)，人們可以把兩個品種不同的植株結(jié)合起來，獲得新的優(yōu)勢互補植株；而接枝改性就是在分子層面進行果木嫁接，先利用電子束來切開纖維素大分子，再將若干個功能分子枝杈“武裝”到這個纖維素大分子上。

　　該團隊表示，其提出的電子束接枝改性技術(shù)具有安全性、耐用性和廣譜抗菌三個特征。

　　首先，安全性不僅是抗菌抗病毒材料使用的大前提，也是實現(xiàn)耐用和廣譜抗菌兩方面的重要前提，因此最受研究人員關(guān)注。他們將抗菌抗病毒分子與主干分子通過共價鍵完全結(jié)合在一起，形成了分子層面的復(fù)合紡織面料，使得功能分子不會在洗滌過程中從纖維素大分子上脫落下來，也幾乎不會進入人體。同時，這也是以傳統(tǒng)技術(shù)路線制備的抗菌抗病毒材料難以解決的問題之一。

　　其次是耐用性，由于抗菌抗病毒功能分子與纖維素大分子融為一體，直至整個大分子徹底分解才會脫落下來，該電子束接枝改性紡織面料洗 150 次還能保持原有性能，大大超過了工業(yè)上對抗菌紡織品耐洗 50 次的要求。

　　最后是廣譜抗菌方面。作為一種包膜病毒，新型冠狀病毒由蛋白質(zhì)突刺、包膜與遺傳物質(zhì)三部分構(gòu)成，只要破壞其中任一結(jié)構(gòu)，就可使該病毒失去傳染力。這項技術(shù)的作用機制是破壞包膜，不會因蛋白質(zhì)突刺和遺傳物質(zhì)變化而被影響，因此可以殺死各類新型冠狀病毒毒株。

　　另外，從原理上看，這項技術(shù)對各種有包膜的病毒和有細胞膜的細菌等都是有效的，最新出現(xiàn)的猴痘病毒以及令人聞之色變的埃博拉病毒均屬于包膜類病毒。

始于20年研究積累，選中季銨鹽為功能分子開展研究

　　據(jù)了解，李景燁研究員從 20年前在日本早稻田大學(xué)做博士后期間起，就開始從事高分子材料接枝改性研究，把這項技術(shù)與紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用相結(jié)合也有13年左右的研究積累。2014 年，他曾帶領(lǐng)團隊利用接枝技術(shù)進行抗菌紡織品的研究，并花了兩三年時間把接枝技術(shù)所制備功能紡織品的安全性、耐用性和廣譜性這三大特點驗證了一遍。然而，由于市場對于抗菌產(chǎn)品的接受度不高，且電子束接枝技術(shù)和相應(yīng)設(shè)備在紡織行業(yè)沒有應(yīng)用先例，他們在這一年的研究沒有能夠走到最后。

　　2020年新冠疫情開始后，該團隊再次將目光放到抗病毒這件事上。但當時大家對新型冠狀病毒的認識都不夠深入、對新型冠狀病毒傳播方式的認識也不全面，他們這時采取的還是持續(xù)關(guān)注和學(xué)習(xí)的態(tài)度。

　　隨著新冠疫情的持續(xù)，研究人員逐漸明確了新型冠狀病毒等包膜病毒的特性，決定將其在抗菌紡織品方面的技術(shù)經(jīng)驗轉(zhuǎn)到抗病毒紡織品方面。在與多方接觸及交流后，最終他們通過清華大學(xué)天津高端裝備研究院找到了對這項研究感興趣的合作方，并確定以市場化方式來開展此次合作研究。

　　研究過程中，該團隊發(fā)現(xiàn)，抗菌和抗病毒之間還是有一定的差異，抗病毒難度要比抗菌大一些，尤其是新型冠狀病毒。因此，他們選擇再次回到基礎(chǔ)，從消毒學(xué)的角度學(xué)習(xí)和篩選抗病毒分子結(jié)構(gòu)，并基于季銨鹽型消毒劑重新設(shè)計同時達到消毒要求和滿足接枝改性技術(shù)要求的分子結(jié)構(gòu)。

　　對此，李景燁研究員表示，他們之所以選中季銨鹽型消毒劑，一方面是因為季銨鹽安全穩(wěn)定，沒有刺激性，另一方面是因為季銨鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)豐富，且不同結(jié)構(gòu)具有的特性也不同。

　　據(jù)悉，研究人員在設(shè)計出一系列季銨鹽功能分子結(jié)構(gòu)后，從中篩選了具有潛在高效抗病毒性能的結(jié)構(gòu)。接著才開始進行相應(yīng)功能分子紡織品的接枝研究。

現(xiàn)可用于個人、醫(yī)院及酒店的紡織用品中，下一個目標是包裝材料

　　目前，該團隊將電子束接枝抗病毒抗菌紡織品推進到了面料功能化階段，后續(xù)想將面料做成衣服、毛巾和床單被罩等實用產(chǎn)品，還需進一步與企業(yè)開展落地和推廣合作。這一過程中并不比技術(shù)研發(fā)容易，清華大學(xué)天津高端裝備研究院的產(chǎn)學(xué)研一體化優(yōu)勢在該研究中起到很大的作用。

　　據(jù)了解，在與多家上市企業(yè)接洽后，該團隊意識到，在這場席卷全球的新冠疫情中，兒童和老人更需要得到保護。為此，研究人員對廣東、浙江和福建等中國各大童裝生產(chǎn)基地作了充分詳盡的市場調(diào)研，并與深圳童裝行業(yè)里的頭部上市公司進行了充分的討論和溝通，這不僅給他們的研發(fā)提供了有效的針對性思路，而且大大增強了團隊的信心。

　　此外，該團隊介紹，除個人與家庭用的紡織品外，其研究成果還能在醫(yī)院和酒店等特定場所中發(fā)揮極大作用。

　　一是醫(yī)院所用的專業(yè)紡織品，如病員服、病房的床單被罩以及醫(yī)護人員的白大褂等。該團隊所提出的抗病毒電子束接枝改性技術(shù)不但能夠滿足醫(yī)院在抗菌方面的需求，還可以填補其在院內(nèi)紡織品方面防控新型冠狀病毒的空白。

　　二是酒店的布草，如毛巾和床單、被套等。疫情下，人員出入頻繁的酒店對于布草的更換與消毒有比較大的需求。如果在這類場所中大量使用廣譜抗菌抗病毒的紡織品，那么可以更大程度地保護入住人員的安全，同時還減輕了酒店后續(xù)的消毒壓力。

　　李景燁研究員稱，基本上，這項技術(shù)可以對大多數(shù)天然及合成的有機高分子材料進行功能處理，從而賦予其表面抗病毒抗菌的性能，包括絕大多數(shù)材質(zhì)的紡織品、皮革、塑料、木材等。不過，這超出了他們一個技術(shù)團隊所能了解的范圍，需要跟各行各業(yè)感興趣的合作者一起來開拓。

　　下一步，該團隊打算將其抗病毒接枝改性技術(shù)用于塑料袋等產(chǎn)品包裝材料上，以進一步幫助阻斷新冠疫情的傳播。需要注意的是，與紡織品不同，包裝材料通常是一次性使用，無需具備耐用性，但應(yīng)當在成本進行一定的控制。

　　另外，李景燁研究員表示，電子束接枝是一個通用的技術(shù)，除抗菌抗病毒紡織品以外，其在紡織品領(lǐng)域還有應(yīng)用面更廣、社會價值更大、經(jīng)濟性也更顯著的研究方向。這也是他們更長遠的工作計劃。