疫情肆虐反復(fù)，戴口罩出門已經(jīng)變成了一種保護他人和自己的生活習(xí)慣，但“隱患”也隨之而來……隨意丟棄的口罩或?qū)⒁l(fā)一場“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)的團隊，在當(dāng)下對醫(yī)療材料需量急劇上升之時，對口罩的原材料聚丙烯產(chǎn)生了極大的興趣，并循序漸進找尋到樹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)外兩層無紡布加中間一層熔噴布組成。而熔噴布原材料聚丙烯樹脂大多依賴國外進口，絕大多數(shù)被國外企業(yè)所壟斷，面臨專利技術(shù)封鎖，不僅價格昂貴，還限制進口，為什么我們不能研發(fā)更多具有自主知識產(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)了三兩個志同道合的同學(xué)和朋友，成功組建了富鑭科創(chuàng)小隊，并找到了應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)教師邊超群博士，在專任老師的指導(dǎo)下，他們開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)在國內(nèi)醫(yī)用聚丙烯存在機械性易老化、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)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型聚丙烯新改性助劑和工藝。”團隊指導(dǎo)老師邊超群博士說。
從無到有 開啟科研之路
探索之路從來就不會一帆風(fēng)順，富鑭科創(chuàng)小隊的科研之路更是荊棘滿滿。從感性認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，但心里卻有著強烈的研究意愿，相信自己能在團隊中發(fā)揮作用。”謝彬瑞組建富鑭科創(chuàng)小隊后，便把指導(dǎo)老師提供的前期調(diào)研資料仔細地研讀了一遍，這樣能使自己更快速得融入團隊，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，但是對于如何開展研究，起初團隊成員們并沒有明確的方向。于是，他們請教了邊超群博士，“邊老師讓我們先實地進行市場調(diào)研，有親身的調(diào)研經(jīng)歷才能有研究方向。”謝彬瑞作為團隊的技術(shù)核心成員，帶領(lǐng)團隊成員們從2020年12月開始先后前往浙江萬馬集團、浙江泰德新材料有限公司、浙江恒逸集團達，了解醫(yī)療口罩原材料在生產(chǎn)過程中的實際應(yīng)用現(xiàn)狀，“有好幾次對方以為我們是來偷師的，當(dāng)時的狀況會有些尷尬，不過大多數(shù)的企業(yè)負責(zé)人還是愿意與我們進行探討。”團隊成員們將具體的工藝流程、工作原理、市場使用等情況進行了全面統(tǒng)計。
“我們不僅對企業(yè)的產(chǎn)品進行對比分析，還深入到金華中心醫(yī)院、文榮醫(yī)院，了解醫(yī)院醫(yī)用口罩的采購標(biāo)準(zhǔn)，使用要求。”生藥203班的學(xué)生陶怡菲作為市場調(diào)研負責(zé)人，經(jīng)常和小組三兩個人跑去各大醫(yī)院，“疫情之下，我們深刻意識到醫(yī)療材料對于國民安全的重要性。”累積3個月的市場調(diào)研后，富鑭科創(chuàng)小隊開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)過前期調(diào)研與技術(shù)分析，富鑭科創(chuàng)小隊發(fā)現(xiàn)國產(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。通過查閱大量文獻，團隊成員們最終大膽選用鑭元素作為聚丙烯的改性材料，這也是國內(nèi)對改材料的首次運用。
經(jīng)過近萬次的科學(xué)實驗，2021年3月，團隊成員們通過鑭化物表型篩選、分離提純季碳模板劑、探索溶劑比例、測試成品物化性質(zhì)等多個環(huán)節(jié)，最終總結(jié)提出活性中心連鎖增長技術(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--富鑭記憶樹脂。通過性能對比試驗，團隊成員得出富鑭記憶樹脂的耐輻射、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)新材料在保證過濾效果的同時，還能減少廢棄口罩對環(huán)境的污染。
一次次的失敗，一次次的重來，一次次的淚水和汗水交融，終于換來成功的喜悅；無數(shù)個不眠之夜，寒來暑往，日復(fù)一日的實驗室經(jīng)歷最終收獲了從無到有的研究突破。“本產(chǎn)品與市面上的同類產(chǎn)品進行抗輻射、耐老化、隔斷性性能測試，結(jié)果顯示在抗解聚性能上超過同類產(chǎn)品30％以上。”團隊成員陶怡菲驕傲地說。
追求卓越 雙創(chuàng)突破創(chuàng)佳績
目前團隊已授權(quán)發(fā)明專利3項，受理發(fā)明專利2項，受理實用新型專利1項。經(jīng)科技查新論證，本項目技術(shù)具有創(chuàng)新性、唯一性。據(jù)悉，2021年3月，本項目研究的助劑在浙江恒瀾科技有限公司進行了中試實驗。經(jīng)過3個月的生產(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)小隊終于實現(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隊的研究產(chǎn)品進行了小規(guī)模的口罩生產(chǎn)，制成的口罩橫縱向強力、伸長率，過濾阻力，細菌過濾效率均優(yōu)于市場上其他的口罩。
此外，該技術(shù)已被引入到學(xué)校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)實訓(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)們加入到他們的團隊，而這也將帶動一大部分學(xué)生的就業(yè)。（王惠程 周飛騰）