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N95發明功臣為台灣工程師蔡秉燚 網路瘋傳的「口罩如何消毒」文章也是他所寫

林依榕

焦點新聞

達志

2020-04-07 14:00

為防堵COVID-19(武漢肺炎)疫情持續擴大,全球總動員加速生產口罩。

但你知道嗎,相較於一般醫療用口罩,在SARS及武漢肺炎疫情爆發時,具有強大過濾功能、發揮關鍵保護作用的N95口罩,幕後發明功臣竟然是台灣工程師蔡秉燚(Peter Tsai)博士,而日前網友轉傳關於口罩如何使用及消毒的Q&A,也是由他所提供的。

救命的N95口罩,不為人知的台灣發明者-Peter Tsai博士 「利用Peter Tsai博士的新方法所得到的帶電不織布,過濾空氣中顆粒的能力強了10倍,還不會阻礙空氣流通,奠定了N95口罩的技術基石。去年,曾有人估計這項技術保護和改善了超過10億人的健康。 」http://www.nonwoven.org.tw/index.php?Act=0&SK=11370&MK=0&PK=5345

台灣區不織布工業同業公會發佈於 2020年4月6日 星期一

 

台灣區不織布同業公會昨(6)日發文表示,為人低調的蔡秉燚,運用新技術所得到的帶電不織布,「過濾空氣中顆粒的能力強了10倍,還不會阻礙空氣流通,奠定了N95口罩的技術基石」、「去年,曾有人估計這項技術保護和改善了超過10億人的健康 」。

 

文章中提到,N95口罩裡的「N」代表「not resistant to oil」,也就是不防油的意思,而數字代表所使用0.3微米顆粒進行測試時的過濾效率,意即「95」就是至少能過濾掉95%的流感病毒、灰塵、花粉、霧霾、以及煙塵等微小顆粒物。

 

N95口罩與醫用外科口罩類似,主體結構是由表層抗濕層、中間過濾吸附層以及內層貼膚層3部分組成,原材料均為高分子材料聚丙烯。其中表層抗濕層和內層貼膚層,大多都以紡粘不織布和熱風不織布為原料,纖維直徑約在15至40μm,具有出色的透氣性,但幾乎沒有過濾能力,之所以作為口罩的最外和最內層,主要目的在於定型和保護中間層的「熔噴布」。 

 

N95的「口罩之心」熔噴布過濾功能強大 1噸炒到破30萬

 

 

那什麼是「熔噴布」呢?「熔噴布」其實就是整個N95口罩的製造技術核心,正因如此重要,目前在市場上已經被炒作到1噸要價30多萬元。

 

熔噴布的纖維(直徑為1至5μm)細密而錯雜地排列,不給粉塵、病毒與細菌微沫留任何進入的空檔,具有過濾與阻隔的核心作用,而這一功能仍得靠以下兩大核心技術的支撐,才得以製造和實現:

 

第一,「熔噴布」得用穩定又精確的熔噴不織布工藝批量生產出來,且平均直徑<5μm超細纖維,並非如同拉麵般想拉就能拉,製作過程不易。

 

第二,拉出後的「熔噴布」還得經過「駐極處理」,所謂「駐極處理」是指讓纖維表面帶上大量靜電電荷,借助靜電吸附作用來捕捉細微顆粒物是過濾防護的關鍵。


上述這兩大核心技術的實現與普及,幫助N95口罩走入千家萬戶、守護了超過10億人的健康。而蔡秉燚在材料方面涉獵廣泛,他既研究熔噴不織布工藝,又解決駐極處理問題。 


材料涉獵廣泛的他 苦心研發N95守護數億人口健康

 

 

在熔噴不織布的研發上,蔡秉燚不斷嘗試優化熔噴工藝並推動其發展,至今已可運用成熟的技術,在高壓、高熱空氣下將聚合物牽伸成超細纖維。

 

另外,在「駐極處理」技術方面,更是具革命性貢獻,蔡秉燚利用電場使中性的空氣發生電離,產生帶相反電荷的離子和電子,接著通過電場和感應使不織布纖維帶上電,便可以輕鬆吸附各種企圖穿過口罩的微小物體。

 

利用蔡秉燚所研究出的方法所得到的帶電不織布,相比不帶電的織物,過濾空氣中顆粒的能力強了10倍,而且還不會阻礙空氣流通,也因此成了N95口罩的技術基石。

 

該篇文章表示,蔡秉燚作為不織布纖維領域的先鋒,目前擁有12個美國發明專利、超過20個商業產品授權,其技術被工業界廣泛使用了30多年,除了用在N95和醫用口罩上,還有HVAC空氣篩檢程式等產品。

 

值得一提的是,蔡秉燚曾在田納西大學工作長達35年,還在去年12月又因新發明第2次拿到田大惠利獎(又名創新者名人獎),為田大有史以來唯一2次拿到該奬的人,不過蔡秉燚也在去年正式宣布退休。


口罩如何消毒Q&A 你熟悉的這些,都來自蔡博士的回答

 

▲中央流行疫情指揮中心指揮官陳時中,日前在記者會上示範如何用電鍋乾蒸口罩。(圖片來源:截自 中央流行疫情指揮中心直播

 

你可能不認識蔡秉燚,但是對於他所寫的關於「口罩如何消毒」文章應該不陌生。日前網路上瘋傳關於口罩能不能用加熱、次氯酸水消毒或水洗的提問,蔡秉燚曾撰寫釋疑。

 

蔡秉燚表示,「高品質的口罩在70°C、30分鐘殺病毒的條件下,電荷消失微乎其微,因此可以加熱30分鐘處理數次」。但針對用電鍋乾蒸口罩的方式,蔡秉燚提醒「用空氣加熱消毒口罩不能放在金屬上或離金屬太近,因為金屬溫度比空氣溫度高很多」,他指出日前有補教老師用電鍋乾蒸口罩,結果口罩在電鍋裡糊了,就是因為把口罩放在電鍋底鍋上所造成。

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