北京冬奥会的纳纤膜防护口罩在生产线上  青岛大学供图

 北京冬奥会的纳纤膜防护口罩在试戴  青岛大学供图

 北京冬奥会的纳纤膜防护口罩   青岛大学供图

2022年，在“双奥之城”北京，当中国冬奥健儿一次次奋力拼搏，夺得奖牌，她们激动喜悦的身影展现在全世界民众面前，那一抹抹中国红也随之映入我们眼帘！

——这些命名为“汉风祥云”和“喜上眉梢”的领奖专用口罩，薄薄的一片却大有“门道”，蕴藏着一系列科研攻关“黑科技”。它将美好寓意与高科技完美融合，为“科技冬奥”织就了一张“超级防护网”。

细数“黑科技”

中国红、冰雪白和芍药粉……一个个中国色在进行了渐变重构后，搭配了寓意吉祥的祥云纹与动态线条，中国传统文化的美好寓意就跃然于上，在口罩上全新展示出来，大气而富有活力。

人们不知道，这些冬奥健儿们领奖时佩戴的专用口罩不止有“颜值”，更蕴藏着“黑科技”——纳米纤维膜给口罩加上了一层细密的“防护网”，对细菌、病毒和各种颗粒物的过滤效果远超传统熔喷无纺布，同时还具有透气、导湿、防雾功能以及绿色环保的特点。

这种全新纳米纤维膜材料就是青岛大学生态纺织省部共建协同创新中心主任房宽峻团队的科技产品。

“大家日常生活中使用的防护口罩主要是利用静电吸附原理来吸附病毒，随着静电的衰减，口罩对病毒的阻隔效率不断降低，因此这种口罩都是一次性、临时性的。同时，伴随着人们的呼吸，普通防护口罩内层总会聚集一些小水珠，水汽还会附着到眼镜上，影响口罩佩戴的舒适度。” 房宽峻告诉《中国科学报》，“纳米纤维膜防护口罩就完美解决了这些问题。”

房宽峻介绍，纳米级的阻隔材料就像一层超级细密的防护网，充分阻隔各种微小颗粒、细菌、流感病毒、新冠病毒等，只要口罩不损坏，其防护效果便是长久的，可长期使用。同时，纳米纤维膜防护口罩的内层布和外层布所使用的材料吸水性不同，可以将水汽传递到外层，形成单向导湿功能，这样就可以保持口罩干爽透气，免去了眼镜起雾的困扰。

作为北京冬奥会“定制口罩”，纳米纤维膜防护口罩还具有绿色环保的特点。

房宽峻介绍，目前大部分纳米纤维材料需要使用有机溶剂把高分子材料溶解并配成溶液，然后用静电纺丝工艺将溶液“纺织”成纳米级纤维。这种生产工艺在实验室中进行小型实验尚可，用于工厂批量化生产却不可行，因为大量溶剂的使用不仅会造成空气污染，还因为其具有易燃易爆的特性，令生产过程存在极大安全隐患，这也是制约纳米纤维材料工业化生产的最大现实难题。

青岛大学的“黑科技”之一，就在于用水作溶剂，同时又攻克了固化交联等一系列难题，将水溶性材料变为非水溶性材料，生产过程环保又安全，实现了绿色环保纳米纤维的产业化。

攻克难关 产业化落地

从实验室到工厂，技术的产业化落地实际上非常有难度。房宽峻“牵手”了愉悦家纺有限公司，联合研发并产业化了纳米纤维膜。

“我们做一个小尺寸的纳米纤维膜样品很容易，但是批量化生产口罩需要设计开发研制专门的生产设备，实现连续化、稳定化生产，这其中需要攻克的难关太多了。”房宽峻说。

举例来说，纺丝区域是一个开放体系，却要让温度湿度维持恒定数值，这就如同家里开着门开着窗还要保持恒温恒湿一样，是生产过程中必须解决的难题。

“虽然纳米纤维膜防护口罩小小一片，其生产却涉及材料、机械、自动化、流体力学等多学科交叉。” 房宽峻表示。

在此次北京冬奥会之前，青岛大学与愉悦家纺有限公司联合研发的纳米纤维膜就已经为运动员们“保驾护航”了。运动健儿们赴美国、加拿大等国家参加比赛所穿戴的防护服、口罩，以及东京奥运会记者团所佩戴的口罩就有纳米纤维膜的身影。

“针尖上起舞”的印制

“定制口罩”的诞生还经历了“好事多磨”。

当冬奥组委选定了“纳纤膜柳叶型立体防护口罩”这一全新款式时，从创意到定型前后已经八易其稿。这种口罩在制作上工序繁复、要求高，工序多达35道，每道工序的标准都要精准到位，无论美观性、安全性、环保性都要万无一失，哪怕一个工序出现偏差，口罩制作都会前功尽弃，从头再来。

同时，印花要求也非常高。口罩罩面上的印花采用的是传统与现代结合的渐变图案和国旗图案，同时，考虑品牌宣传需要，还要在宽度仅5毫米的耳带上，双面印制愉悦的logo图案。

愉悦家纺有限公司全力以赴，进行研发攻关。公司设计部主任吴静说，“口罩看上去普通，可是纳纤膜柳叶型立体防护口罩不同于平面口罩，多个裁片，多个焊接点，多个尺寸导致必须每一个工序都要精准。”

面对在方寸之间的口罩上实现如此繁复的工艺，印制如此精细的渐变图案，实现花型色彩工艺的精准呈现，吴静团队沉下心，牟足了劲，完成了这项“针尖上起舞”的奥运任务，成就了这一只只完美的奥运品质口罩。