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編者按：
做石墨烯基口罩最難的兩點(diǎn)：一是石墨烯在面料上的均勻分散，如圖，通過顯微結(jié)構(gòu)表征一目了然；
二是石墨烯與纖維的穩(wěn)定復(fù)合，如能通過下邊孫立濤教授團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，才會(huì)有合格保證。
以上兩點(diǎn)孫立濤教授團(tuán)隊(duì)做了四年多，因此市場上其他號(hào)稱石墨烯口罩的產(chǎn)品，若能滿足這兩點(diǎn)才可能是基于石墨烯的有效產(chǎn)品。
自從石墨烯誕生以來，由于資本長期地對(duì)石墨烯的炒作，似乎石墨烯由一個(gè)材料變成了無所不能的上帝。這種狀況造成石墨烯產(chǎn)業(yè)內(nèi)有識(shí)之士的反感，也使得一些不明真相的人對(duì)踏踏實(shí)實(shí)、勤勤懇懇搞研發(fā)的人和他們的產(chǎn)品也一并反感起來，這是我們要避免的。
對(duì)石墨烯的炒作是石墨烯產(chǎn)業(yè)的害群之馬。
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見本雜志發(fā)帖《石墨烯量子技術(shù)用于醫(yī)療？續(xù)集--對(duì)“雙烯量子”的質(zhì)疑》
前天，本雜志發(fā)帖《東南大學(xué)孫立濤教授以最快的速度組織了40萬只自己團(tuán)隊(duì)研發(fā)的石墨烯口罩發(fā)往武漢抗疫前線》得到廣大讀者的廣泛關(guān)注。一些讀者提出了一些疑問，我想這是讀者對(duì)孫立濤老師研發(fā)石墨烯口罩的情況不了解造成的。所以，我們?cè)谶@里簡單的介紹一下，孫立濤老師石墨烯口罩產(chǎn)業(yè)化的情況，讓更多人消除誤解。
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孫立濤
孫立濤，東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院、微電子學(xué)院(國家示范性微電子學(xué)院)院長，長江學(xué)者特聘教授、國家杰青、國家“萬人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才、2019年科睿唯安全球高被引科學(xué)家、享受國務(wù)院特殊津貼專家。長期從事原位電子顯微學(xué)及石墨烯等新型納米材料的基礎(chǔ)前沿與相關(guān)應(yīng)用研究。發(fā)表SCI論文200余篇（其中Science 2篇, Nature及子刊14篇），做國內(nèi)外會(huì)議邀請(qǐng)報(bào)告160余次，申請(qǐng)專利100多項(xiàng)、世界上首次提出并實(shí)現(xiàn)了石墨烯在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。目前兼任MEMS教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，江蘇省真空學(xué)會(huì)理事長，《電子器件》雜志主編，Materials Today Nano雜志編委，美國IEEE納米技術(shù)委員會(huì)南京分會(huì)主席，中國電鏡學(xué)會(huì)原位電子顯微學(xué)專業(yè)委員會(huì)主任，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)副主任，國家石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心顧問，住建部科技協(xié)同創(chuàng)新專委會(huì)委員，歐洲科學(xué)基金會(huì)專家評(píng)審委員會(huì)委員，歐盟 “石墨烯旗艦項(xiàng)目”評(píng)審專家。曾獲江蘇省十大青年科技之星、江蘇省教學(xué)成果特等獎(jiǎng)、國家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)獲國家小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等。
孫立濤團(tuán)隊(duì)關(guān)于石墨烯在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用研發(fā)歷程
孫立濤教授團(tuán)隊(duì)2010年首次實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)石墨烯材料的超高吸附特性，2011年申請(qǐng)專利，2012年文章發(fā)表，當(dāng)時(shí)以油水分離等水處理方面應(yīng)用為主，后來因當(dāng)時(shí)霧霾問題突出而嘗試石墨烯在空氣凈化方面的應(yīng)用研究。2012年開始推產(chǎn)業(yè)化，2013年東南大學(xué)與江南石墨烯研究院成立石墨烯材料應(yīng)用聯(lián)合研發(fā)中心并基于常州碳星公司具體試生產(chǎn)，2016年底第一代口罩首次上市，2017年至2018年又不斷在密閉性、舒適性和外觀設(shè)計(jì)等方面完善，現(xiàn)已是第四代產(chǎn)品，防護(hù)效果達(dá)到了2016年國家新標(biāo)準(zhǔn)的最高等級(jí)：A級(jí)。接下來會(huì)有好孩子公司等推出面向兒童的專用口罩。
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解決傳統(tǒng)口罩短時(shí)間失效問題（~1小時(shí)）
現(xiàn)有的防霾口罩濾材絕大部分都是依靠靜電來吸附細(xì)顆粒物，但靜電口罩濾材存在的最大問題就是遇水氣靜電易消失，特別是在沿海等高濕地區(qū)更加嚴(yán)重，另外帶口罩時(shí)，呼出的水汽也會(huì)導(dǎo)致靜電的快速減少甚至消失，我們對(duì)市場上的國外大品牌進(jìn)行了實(shí)地測試，結(jié)果如圖1所示，所有口罩的靜電在佩戴10min后都大幅下降了，比如對(duì)于英國某著名品牌B口罩，佩戴10min后，靜電勢(shì)由初始的1.5kV大幅降到了0.4kV。同時(shí)我們也測試了佩戴不同時(shí)間下的過濾效率，結(jié)果如圖2所示，所有口罩的過濾效率隨著佩戴時(shí)間的延長，都呈現(xiàn)出大幅下降的趨勢(shì)，同樣以英國某著名品牌B為例，佩戴30min后，效率由原先的95%降到了86%，1h后降到了82%。也就是說這樣的口罩原則上佩戴一兩小時(shí)就得更換。所以會(huì)增加人們的購買壓力，同時(shí)還會(huì)帶來大量的污染和巨大的處理成本。
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圖1 口罩佩戴時(shí)間與靜電勢(shì)的關(guān)系圖。
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圖2 口罩佩戴時(shí)間與過濾效率的關(guān)系圖。
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圖3 牢固性測試。
2006年國家標(biāo)準(zhǔn)： 呼氣≤250Pa；吸氣≤350Pa，2016年新國家標(biāo)準(zhǔn)：呼氣≤145Pa；吸氣≤175Pa，防護(hù)效果達(dá)到2016年新標(biāo)準(zhǔn)的最高等級(jí)：A級(jí)。
2007年9月在南京舉行的中國國際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)上，石墨烯之父、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者為中國石墨烯產(chǎn)業(yè)點(diǎn)贊。東南大學(xué)孫立濤教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的石墨烯基口罩接受中央電視臺(tái)東方時(shí)空采訪。
安全性方面，主要從如下三個(gè)方面保證：
第一， 石墨烯負(fù)載量極少（每個(gè)口罩少于0.005g）。
第二，與皮膚無直接接觸（至少隔2-3層無紡布）；
第三，結(jié)合牢靠，不掉粉。
見如下脫落性實(shí)驗(yàn)：
在真空抽濾裝置上，從下到上依次放置220nm孔徑的濾膜，未經(jīng)過石墨烯處理的濾材，石墨烯處理的濾材，具體見下圖左上角。然后抽負(fù)壓，使三層濾層差為35000Pa，遠(yuǎn)大于口罩標(biāo)準(zhǔn)的175Pa，并累積持續(xù)3天（72h）。結(jié)果如圖3所示，空氣中的顆粒都被石墨烯修飾的濾材截留住，下面的裸濾材及220nm的濾膜上看不到污染顆粒物；另外，從裸濾材及220nm的濾膜上，也沒有發(fā)現(xiàn)任何石墨烯脫落的痕跡，因此，石墨烯與基材的結(jié)合很牢固。
另外，孫立濤教授團(tuán)隊(duì)在石墨烯用于水處理方面的成果已被應(yīng)用于全國30多個(gè)地方，得到了市場的廣泛認(rèn)可。
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最后，關(guān)于如何辨別石墨烯產(chǎn)品的真假，孫立濤教授給了如下建議：
1.能用多種表征方法(如SEM,TEM,AFM等)證明產(chǎn)品中有石墨烯；
2.可以清晰說明此產(chǎn)品主要借助石墨烯哪些優(yōu)勢(shì)及相關(guān)機(jī)理；
3.產(chǎn)品在加石墨烯前后有哪些性能/功能上的提升。
以上若有一條無法滿足，都不能算基于石墨烯的有效產(chǎn)品。
鳴謝孫立濤教授團(tuán)隊(duì)為本文提供的支持~！
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