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近日,佛山市宣布启动基孔肯雅热Ⅲ级突发公共卫生事件应急响应。这种通过蚊媒传播的病毒性疾病,正以夏季高温高湿的气候条件为“温床”,向珠三角地区不断蔓延。
基孔肯雅热的症状包括高烧、关节剧烈疼痛,严重时会引发关节功能障碍。该病目前尚无特效药和疫苗,防控重点依然集中在——控蚊、防蚊。
在这一背景下,如何利用科技手段提高个体防护能力,成为公共卫生体系和相关行业的当务之急。
市面上的驱蚊贴、驱蚊喷雾、蚊香等虽然普遍存在,但也存在几个不可忽视的痛点:
• 持效时间短,易受温度、湿度影响;
• 刺激性强,部分人群不适宜长时间接触;
• 使用环境受限,如喷雾产品在密闭空间使用存在呼吸刺激问题;
难以集成于口罩、防护服等日常防疫产品中。
在此背景下,一种新的材料科学方向,正在为驱蚊技术打开突破口——静电纺丝技术制备的驱蚊纳米纤维膜。
来自厦门大学郑高峰教授团队与厦门理工联合研究团队的最新研究(发表于《Separation and Purification Technology》)提出了一种新型静电纺丝驱蚊抗菌纳米纤维材料。这项研究聚焦于一种由纤维素醋酸酯(CA)为基体、肉桂醛(CMA)和聚六亚甲基胍(PHMB)复合构成的膜材系统,其关键优势包括:
• 天然植物精油驱蚊功能:利用CMA的高挥发性与神经毒性,对伊蚊(基孔肯雅热主要传播媒介)实现高达92.7%的驱避效果;
• 广谱抗菌性能:PHMB与CMA协同作用,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别达到99.99%和99.65%;
• 稳定释放:静电纺丝过程实现对CMA的中效包裹,释放时间长达30天以上;
•良好的力学性能与透气性,可用于贴敷、服装集成等多种应用形态;
• 适用于规模化量产,研究团队已在多喷头设备上进行验证,具备工业转化基础。
图 2(f):CMA 的包封效率(Encapsulation Efficiency)直接量化CMA包封情况的:测试方法:将纤维膜溶于乙醇,测定 CMA 含量;结果:在 6 wt% CMA 添加量下,包封效率约为 57%;结论:静电纺丝过程中,部CMA被有效嵌入纤维内部,非全部暴露挥发,因此具备一定的控释能力
图 8 :驱蚊与抗菌效果评估
图 8(a) 显示了不同样品对雌性白纹伊蚊(Aedes albopictus)的驱避率(Repellency Rate),定量结果如下:
图 8b 显示了不同样品(包括纯 CA 膜、CA/CMA 膜、CA/CMA/PHMB 膜,以及放置 30 天后的样品)对 大肠杆菌(E. coli) 和 金黄色葡萄球菌(S. aureus) 的抑菌率(Bacteriostatic Rate)柱状图。图中数值对应如下:
• 通过一体静电纺丝技术,将肉桂醛等精油类活性物质封装于纤维结构中;
• 纳米尺度结构具备高比表面积,有利于精油缓慢释放;
• 精油分子通过空气扩散,主动干扰蚊虫感受器,达到驱避效果。
基于该技术路线,佛山微迈已开发出支持多喷头、高稳定性的静电纺丝量产系统,具备以下产业落地优势:
•设备支持多组分复合喷丝,稳定处理含天然精油的混合体系;
• 支持多喷头并联生产,产能优异;
•提供标准模组+定制方案,适配驱蚊贴、口罩、防护服、窗纱等多种场景;
•膜材兼具过滤、防护、驱蚊、抗菌四重功能,适用于高温高湿环境下的长效防护需求。
万针规模化静电纺丝产线
基孔肯雅热敲响了再次重视“蚊媒防控”的警钟。我们相信,结合静电纺丝技术、天然活性成分与工业化制造手段的驱蚊纳米膜材料体系,将为个人与城市防疫带来全新思路。
技术推动应用,应用回馈科研。我们愿与更多防疫单位、公共健康部门、个人防护产品品牌共同探索合作,构筑人群健康的第一道防线。
参考论文来源:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.124920
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纳米纤维及其应用