救命的N95口罩,离不开这位成电人的硬核技术!

人民资讯 2020-03-30 11:50:06

在新冠肺炎疫情全球暴发的这几个月, N95口罩成为了硬核“武器”,帮助许多人特别是医护人员隔离病毒。

近日,N95口罩关键材料的发明人之一、华裔科学家蔡秉燚(Peter Tsai)应邀在美国田纳西州诺克斯维尔市《新闻哨兵报》上介绍口罩的使用方法以及N95口罩的“前世今生”。

记者了解到,20多年前,当蔡秉燚发明N95口罩的时候,他还有一位“黄金搭档”,就是电子科技大学校友、时任田纳西大学等离子体研究中心研究员、博士研究生、现任美国弗吉尼亚州纽波特纽斯市美中友好协会主席刘朝宇先生。

“黄金搭档”:两位华裔科学家首次携手

30年前,刘朝宇从电子科技大学原物理电子学院硕士毕业后,赴美国田纳西大学攻读工学博士学位。

当时,年轻的华裔科学家蔡秉燚正在田纳西大学纺织系任教。他从刘朝宇的导师罗斯(Roth)教授处得知刘朝宇在等离子体方面颇有研究,就盛情邀请刘朝宇合作。

救命的N95口罩,离不开这位成电人的硬核技术!

刘朝宇和蔡秉燚在田纳西大学实验室合影

蔡秉燚有一个科研项目,是为美国3M公司(全称是明尼苏达矿务及制造业公司)研制空调及口罩的过滤材料。如何提升过滤效率,是研究的重点和难点。

蔡秉燚来自中国台湾,到田纳西大学纺织系之前学的是电子专业。刘朝宇来自中国大陆,两人在语言文化方面没有任何障碍,而且具有共同的学术背景,因此合作非常顺畅。

共同的科研志趣,也使刘朝宇和蔡秉燚从此建立了几十年的友谊。

攻克难题:在常温常压下电离了空气

“我们都知道‘静电吸附’的现象,但怎么把它用到纺织物上面,提升吸附效率,这对我们两人都是一个新的考验和尝试!”刘朝宇说。

要利用“静电吸附”现象需要解决两个重要问题:其一是要在常温常压下电离空气;其二是要把电离后的等离子体“长期储存”到无纺布等织物上。其中,前者是由刘朝宇主要完成的。

通常,空气的原子或分子都是不带电的。在某些外界因素的作用下,如强电压、强磁场、高温度等,空气中的气体或原子的外层电子逸出,就产生了空气正、负离子。

虽然自然界就有空气电离的现象,人们也有很多方法可以电离空气,但是,要在空调等日常生活用品上使用,就必须探索能够在常温常压等日常条件下产生空气离子的方法。

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刘朝宇手拿美国专利证书(左)

当时,实验里的实验条件不够充分。为此,刘朝宇亲自动手搭建了部分实验仪器。

功夫不负有心人。1993-1994年,他们在“稳态辉光放电等离子体”(Steady-state,Glow Discharge Plasma)研究方面取得重要进展,并共同申请了数个美国专利。

1995年,田纳西大学科技中心对刘朝宇作为主要完成人所做的“常压辉光放电等离子体处理高分子材料的方法和装置”等两项专利给予了表彰奖励。

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