疫情肆虐反復(fù)，戴口罩出門(mén)已經(jīng)變成了一種保護(hù)他人和自己的生活習(xí)慣，但“隱患”也隨之而來(lái)……隨意丟棄的口罩或?qū)⒁l(fā)一場(chǎng)“環(huán)保戰(zhàn)役”！金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥學(xué)院有一支名為富鑭科創(chuàng)的團(tuán)隊(duì)，在當(dāng)下對(duì)醫(yī)療材料需量急劇上升之時(shí)，對(duì)口罩的原材料聚丙烯產(chǎn)生了極大的興趣，并循序漸進(jìn)找尋到樹(shù)脂新助劑作為口罩原材料的科研方向。
“口罩的原材料可不是簡(jiǎn)單的布，而是塑料制品。醫(yī)用外科口罩罩體由內(nèi)外兩層無(wú)紡布加中間一層熔噴布組成。而熔噴布原材料聚丙烯樹(shù)脂大多依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口，絕大多數(shù)被國(guó)外企業(yè)所壟斷，面臨專(zhuān)利技術(shù)封鎖，不僅價(jià)格昂貴，還限制進(jìn)口，為什么我們不能研發(fā)更多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)呢？”帶著這樣的想法，2020年10月，藥學(xué)201班的學(xué)生謝彬瑞集結(jié)了三兩個(gè)志同道合的同學(xué)和朋友，成功組建了富鑭科創(chuàng)小隊(duì)，并找到了應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)教師邊超群博士，在專(zhuān)任老師的指導(dǎo)下，他們開(kāi)啟了一段新型聚丙烯的探索之旅……
“隨著聚丙烯生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)品性能的不斷提高，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)生活獲得了巨大的應(yīng)用。醫(yī)用聚丙烯大多數(shù)都和人們的皮膚甚至血液直接接觸，因此需要超高的衛(wèi)生性，但現(xiàn)在國(guó)內(nèi)醫(yī)用聚丙烯存在機(jī)械性易老化、耐輻射性能差、延展性差、可降解率低等缺陷。我們亟需研發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型聚丙烯新改性助劑和工藝。”團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師邊超群博士說(shuō)。
從無(wú)到有 開(kāi)啟科研之路
探索之路從來(lái)就不會(huì)一帆風(fēng)順，富鑭科創(chuàng)小隊(duì)的科研之路更是荊棘滿滿。從感性認(rèn)知生活難題到理性分析科研課題，初次接觸科研攻關(guān)，一切都是那么陌生。“雖然是大一新生，但心里卻有著強(qiáng)烈的研究意愿，相信自己能在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用。”謝彬瑞組建富鑭科創(chuàng)小隊(duì)后，便把指導(dǎo)老師提供的前期調(diào)研資料仔細(xì)地研讀了一遍，這樣能使自己更快速得融入團(tuán)隊(duì)，還能提供一些有效合理的技術(shù)攻關(guān)思路。
雖然富鑭科創(chuàng)研究小組成立了，但是對(duì)于如何開(kāi)展研究，起初團(tuán)隊(duì)成員們并沒(méi)有明確的方向。于是，他們請(qǐng)教了邊超群博士，“邊老師讓我們先實(shí)地進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，有親身的調(diào)研經(jīng)歷才能有研究方向。”謝彬瑞作為團(tuán)隊(duì)的技術(shù)核心成員，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員們從2020年12月開(kāi)始先后前往浙江萬(wàn)馬集團(tuán)、浙江泰德新材料有限公司、浙江恒逸集團(tuán)達(dá)，了解醫(yī)療口罩原材料在生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀，“有好幾次對(duì)方以為我們是來(lái)偷師的，當(dāng)時(shí)的狀況會(huì)有些尷尬，不過(guò)大多數(shù)的企業(yè)負(fù)責(zé)人還是愿意與我們進(jìn)行探討。”團(tuán)隊(duì)成員們將具體的工藝流程、工作原理、市場(chǎng)使用等情況進(jìn)行了全面統(tǒng)計(jì)。
“我們不僅對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比分析，還深入到金華中心醫(yī)院、文榮醫(yī)院，了解醫(yī)院醫(yī)用口罩的采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，使用要求。”生藥203班的學(xué)生陶怡菲作為市場(chǎng)調(diào)研負(fù)責(zé)人，經(jīng)常和小組三兩個(gè)人跑去各大醫(yī)院，“疫情之下，我們深刻意識(shí)到醫(yī)療材料對(duì)于國(guó)民安全的重要性。”累積3個(gè)月的市場(chǎng)調(diào)研后，富鑭科創(chuàng)小隊(duì)開(kāi)始了口罩原材料的技術(shù)分析。
日復(fù)一日 深入創(chuàng)新探索
經(jīng)過(guò)前期調(diào)研與技術(shù)分析，富鑭科創(chuàng)小隊(duì)發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)口罩原材料聚丙烯有著易老化、延展性差、不耐輻射的技術(shù)困境。通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)，團(tuán)隊(duì)成員們最終大膽選用鑭元素作為聚丙烯的改性材料，這也是國(guó)內(nèi)對(duì)改材料的首次運(yùn)用。
經(jīng)過(guò)近萬(wàn)次的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，2021年3月，團(tuán)隊(duì)成員們通過(guò)鑭化物表型篩選、分離提純季碳模板劑、探索溶劑比例、測(cè)試成品物化性質(zhì)等多個(gè)環(huán)節(jié)，最終總結(jié)提出活性中心連鎖增長(zhǎng)技術(shù)、高效可控季碳成核技術(shù)、富鑭聚合排列導(dǎo)向技術(shù)三大核心技術(shù)，合成出可生物降解的改性高性能富鑭鈦硅鹽（新助劑），并獲得新型聚丙烯--富鑭記憶樹(shù)脂。通過(guò)性能對(duì)比試驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)成員得出富鑭記憶樹(shù)脂的耐輻射、抗老化、高韌性以及優(yōu)異的形狀記憶能力具有大幅提升，并欣喜地發(fā)現(xiàn)新材料在保證過(guò)濾效果的同時(shí)，還能減少?gòu)U棄口罩對(duì)環(huán)境的污染。
一次次的失敗，一次次的重來(lái)，一次次的淚水和汗水交融，終于換來(lái)成功的喜悅；無(wú)數(shù)個(gè)不眠之夜，寒來(lái)暑往，日復(fù)一日的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)歷最終收獲了從無(wú)到有的研究突破。“本產(chǎn)品與市面上的同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行抗輻射、耐老化、隔斷性性能測(cè)試，結(jié)果顯示在抗解聚性能上超過(guò)同類(lèi)產(chǎn)品30％以上。”團(tuán)隊(duì)成員陶怡菲驕傲地說(shuō)。
追求卓越 雙創(chuàng)突破創(chuàng)佳績(jī)
目前團(tuán)隊(duì)已授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，受理發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)，受理實(shí)用新型專(zhuān)利1項(xiàng)。經(jīng)科技查新論證，本項(xiàng)目技術(shù)具有創(chuàng)新性、唯一性。據(jù)悉，2021年3月，本項(xiàng)目研究的助劑在浙江恒瀾科技有限公司進(jìn)行了中試實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的生產(chǎn)設(shè)備的改造、反應(yīng)原料的調(diào)節(jié)、生產(chǎn)工藝的調(diào)整，富鑭科創(chuàng)小隊(duì)終于實(shí)現(xiàn)了符合工況生產(chǎn)口罩的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化。2021年6月，在金華市景迪醫(yī)療用品有限公司利用團(tuán)隊(duì)的研究產(chǎn)品進(jìn)行了小規(guī)模的口罩生產(chǎn)，制成的口罩橫縱向強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率，過(guò)濾阻力，細(xì)菌過(guò)濾效率均優(yōu)于市場(chǎng)上其他的口罩。
此外，該技術(shù)已被引入到學(xué)校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)課程，讓同學(xué)們深刻了解聚丙烯材料的應(yīng)用領(lǐng)域和準(zhǔn)備。下一步，富鑭科創(chuàng)小隊(duì)期待著成立自己的公司，吸引更多志同道合的同學(xué)們加入到他們的團(tuán)隊(duì)，而這也將帶動(dòng)一大部分學(xué)生的就業(yè)。（王惠程 周飛騰）