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厉害了!你的防雾霾口罩,可能源自军用技术

 
2018-12-5 11:02:20   来源:科技日报  

  自11月23日以来,京津冀及周边地区经历了一次大气重污染过程。北京环境监测中心表示,在区域性污染及不利气象条件共同作用下,北京市PM2.5浓度持续上升,截至26日14时城区空气质量达到六级严重污染,这是今年进入秋冬季以来最严重的一次区域污染过程。

  走在大街上感叹“相见不相识,只缘身在雾霾中”之余,更多的人默默地戴上了口罩。然而,你可曾想到,我国市场上防雾霾口罩和净化器中最核心的功能部件——高效空气过滤材料,曾经几乎全部进口于美、日等国,国产寥寥无几。

  “如果一个产业的核心技术完全依赖于进口,那这个产业不会长久。”北京理工大学化学与化工学院常务副院长王博在接受科技日报记者采访时表示。为此,一直致力于有毒有害气体、气溶胶吸附材料研究的王博为了改变这一情况,带领团队展开了具有完全自主知识产权的高效能过滤材料的研发,目前该材料已经产品化,在防雾霾口罩和净化器中都有应用。

  一次会谈,他盯上了军用防护

  王博研究的金属有机框架薄膜材料(MOFilter)遍布纳米孔,就像“分子海绵”一样,具有很强的吸附能力。而当时在一些厂矿、仓库的爆炸事故等抢险救灾过程中,抢险官兵所使用的防毒面具基本都采用吸附能力有限的活性碳基材料,而在高浓度有害气体和烟雾中,这种吸附材料几分钟就可能达到饱和状态,这无疑增加了战士生命安全的风险。

  2012年,王博前往重庆参加国家危险物质与安全应急技术研讨会时,认识了与会的军队相关专家,了解到军队在该方面的迫切需求,申请获得了军工某重大研究项目。接下来的两年时间,王博带领团队对新型材料的设计、合成以及性能进行了不断调控和探索,最终超额完成指标,顺利通过验收。产品在军队中受到高度评价,相关管理部门和军队的专家们也对北理工这支“年轻”的研究团队十分赞赏。

  雾霾围城,启发“军转民”新思路

  正常情况下,王博团队应该会在研制军用产品的路上一直走下去。然而,一次项目评审过程中,军方专家在与王博探讨时不经意地问了一个问题:该材料对有毒有害气体的吸附能力很强,但普通老百姓一生中能有多大概率碰到沙林、芥子气等毒气呢?这个问题引起了王博的深度思考:如何让自己的成果不再局限于军方,而是让广大人民群众都用得上?

  当时正值北京市雾霾十分严重,王博将目光瞄向了国内产能几乎为零的高效滤芯市场。雾霾早期呈弱酸性,本质上是固体颗粒、挥发性有机物、无机硫酸、硝酸盐和水,通过复杂大气光化学反应而得到的大气气溶胶。通过相应的酸碱中和、亲水性调控以及静电吸附等原理,王博团队在原有MOF材料的基础上很快得到了气阻低、有效过滤PM2.5颗粒的MOFilter材料,随后又进一步开发出了除甲醛、杀菌抑菌的一系列新型过滤产品,在民用领域中崭露头角。

  从最早防护生化武器的“民参军”,到雾霾防治、除甲醛的“军转民”,王博团队“曲折离奇”的历程正印证了他反复提到的实质:“很多军用和民用面临的科学问题是类似的,底层的技术甚至是通用的。如果将最底层、最基础的研发和技术扎牢,做民用还是军用产品便只是应用场景的问题。”

  五年摸爬滚打,他看出症结所在

  “2013年刚开始申请项目时并不顺利,由于之前从未接触过军队项目,不熟悉其具体需求和项目指标,因此研发过程相当辛苦。”王博告诉记者,“但现在已经好了很多,军队的需求通过全军武器装备采购信息网、国家军民融合公共服务平台等网站发布,更多的‘民’开始了解‘军’的真正需求,包括各产品性能指标、招标控制预算等。”记者还了解到,一些平台不仅对各大军方项目进行公开招标,还设有资源共享版块,让更多的军方技术走下“神坛”,走向民众。

  即便如此,一些企业还是在“民参军”的大门口“徘徊”。成立满3年才能申请保密资格认证、定价机制还沿用上个世纪或本世纪初的价格标准、资金回笼慢等一系列问题接踵而来,新成立、财力不足的企业很难在军工市场中立足。

  还有更重要的一点,一个重大的军工项目往往经历的周期长、研发投入大,而现阶段整个社会对科研却持有“急功近利”的态度。王博表示,人们往往倾向于某一技术能够“今日播种、明日开花、后天结果”,这就给高校科研团队或企业带来了巨大的压力,同时也导致了一些研发主体更倾向于“吸收”和“借鉴”较为成熟的国外技术。在长期自主研发创新能力缺失的情况下,很容易被掌握核心技术的发达国家“卡脖子”。(实习记者 于紫月)

责编:陶影
 
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