口罩的技術(shù)進(jìn)化與創(chuàng)新

2020-11-26 22:40

中國纖檢 2020年6期

中國的歷史貢獻(xiàn)

1910年中國人伍連德（Lien-teh Wu）指揮撲滅了在中國東北暴發(fā)的肺鼠疫，這是中國有史以來第一例以科學(xué)防疫專家與政府行為相結(jié)合，有效控制大型瘟疫的事件。伍連德不僅親手實(shí)施了中國醫(yī)學(xué)史上第一例病理解剖，還成為世界上提出“肺鼠疫”概念的第一人，而且他還設(shè)計(jì)出“伍氏口罩”，讓中國人第一次戴口罩預(yù)防傳染病。今天，美國一家名為法斯特的公司撰文稱，科學(xué)家伍連德改變了公共衛(wèi)生職業(yè)和公眾對(duì)疫情傳播的理解。

他最初開發(fā)的是一種纏繞口罩，捂住佩戴者的臉鼻口，由一層棉花和紗布制成，以幫助過濾吸入的空氣。1911年，他設(shè)計(jì)的相對(duì)便宜和容易獲得的口罩生產(chǎn)急劇增加。到1918年流感大流行時(shí)，這種口罩就已家喻戶曉?？茖W(xué)家和許多公眾至今還在使用。事實(shí)上，美國今天有諸多口罩生產(chǎn)商或非營利組織受啟發(fā)于伍連德的設(shè)計(jì)。

重組生產(chǎn)個(gè)人防護(hù)裝備

美國的疫情甚為嚴(yán)重。疫情調(diào)動(dòng)了幾乎所有的科技、醫(yī)療和紡織公司。明特公司為此購買了數(shù)臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備，目標(biāo)是每月生產(chǎn)100萬個(gè)口罩。同時(shí)也采用編織機(jī)在加拿大生產(chǎn)口罩，這類口罩屬于可洗的紡織口罩，為前線工人及在社區(qū)有必要外出的人設(shè)計(jì)。

北美ZF公司重整其在安全帶和安全氣囊系統(tǒng)方面的專門知識(shí)，以制造口罩和防護(hù)服。新型口罩的研制需要符合疾控中心的指導(dǎo)方針，以確保為前線人員、社區(qū)中在風(fēng)險(xiǎn)高感染區(qū)工作的護(hù)理人員和個(gè)人提供應(yīng)有的防護(hù)，如救助所、養(yǎng)老院和其他基層組織。公司到2020年4月底每天已能生產(chǎn)10萬個(gè)口罩。

底特律世恩公司一直是全方位服務(wù)的布料裁剪供應(yīng)商，但最近他們重組了業(yè)務(wù)，只專注于口罩和防護(hù)服的生產(chǎn)。美國經(jīng)編機(jī)制造商卡爾·梅耶(Karl Mayer)公司表示，帶有兩根彈性織物條的三毛機(jī)變成用于生產(chǎn)口罩的設(shè)備。該公司估計(jì)每月可生產(chǎn)多達(dá)1500萬個(gè)口罩。它還在研制防護(hù)性更好的口罩并加速生產(chǎn)。該公司說，卡爾·梅耶開發(fā)的口罩是一次成型，不需縫紉。

美國紡織和無紡制造商從來沒有像今天這樣合作得如此緊密，并與非營利組織合作，以幫助滿足整個(gè)社區(qū)的保護(hù)需求。世恩公司正與魅力媽媽基金會(huì)合作，與密歇根州政府設(shè)立口罩捐贈(zèng)中心，該中心分發(fā)家用口罩。紡織公司指出，當(dāng)其他用品被運(yùn)出時(shí)，織物口罩也成為一種應(yīng)對(duì)危機(jī)的選擇。織物口罩當(dāng)然不能取代N95口罩，但有總比沒有好。

口罩的技術(shù)進(jìn)化高潮到來

在這樣的疫情下，分享知識(shí)是至關(guān)重要的。縫制產(chǎn)品行業(yè)組織SEAMS宣布，生產(chǎn)PPE的商家不再拘泥于標(biāo)準(zhǔn)模式，從家庭制作到經(jīng)驗(yàn)證的醫(yī)療產(chǎn)品，均可不受約束。蒙特利紡織公司于2020年3月23日推出一款可清洗、可重復(fù)使用的口罩，但該公司很快就發(fā)覺難以跟上需求。為了加速制造更多更好的口罩，他們不得不與服裝裁剪商合作，計(jì)劃每天生產(chǎn)至少10萬個(gè)單位的口罩。

研究人員和制造商將繼續(xù)開發(fā)和制造新型的口罩和其他PPE，以滿足各地持續(xù)的需求。隨著人們對(duì)這種新病毒的了解越來越多，口罩的變化也越來越大。紡織品制造商正在增加可重復(fù)使用的非手術(shù)口罩的性能。美國北卡州有3家公司Nufabrx、Cu TEC Copper和Bossong Medical正合作創(chuàng)建由82%的CuTEC銅纖維制成的口罩和手套。據(jù)報(bào)道，這能提供很好的抗菌效果。他們每收到一份訂單，就會(huì)有一批口罩捐贈(zèng)給急救員、醫(yī)療保健或服務(wù)戰(zhàn)線的英雄。

巴特爾的創(chuàng)新——一次性變多次使用

美國一家名為巴特爾（Battelle）的科學(xué)和技術(shù)研究組織應(yīng)FDA的緊急要求，研發(fā)凈化系統(tǒng)，用于個(gè)人防護(hù)和消毒。這是不得已的辦法，因?yàn)槊绹珖a(chǎn)的口罩都已無法滿足需求，F(xiàn)DA臨時(shí)允許醫(yī)療保健人員用設(shè)備給N95口罩消毒，以重復(fù)使用。

人人戴口罩，各地急需重復(fù)使用口罩的設(shè)備，最好的辦法推出簡(jiǎn)易清洗消毒口罩的設(shè)備。因?yàn)檫@樣可以變一次性口罩為多次使用。這類清洗系統(tǒng)目前在俄亥俄州巴特爾工廠開工，每天能加工多達(dá)8萬套設(shè)備，以幫助供應(yīng)俄亥俄州衛(wèi)生體系。具體原理是，使用濃縮的過氧化氫蒸汽，給用過的口罩消毒。這種設(shè)備足以殺滅口罩上的所有細(xì)菌、病毒和其他污染物，包括冠狀病毒。利用該系統(tǒng)，N95口罩就可以重復(fù)使用多達(dá)20次，而不會(huì)降低其性能。

早在2014年，巴特爾就與FDA合作，研究在疫情大流行和PPE短缺的情況下，如何用凈化機(jī)使口罩一次性使用變?yōu)槎啻问褂?。目前，該機(jī)構(gòu)正探索除為N95口罩消毒殺菌之外使用其他設(shè)備給呼吸機(jī)部件消毒的方法。

標(biāo)新立異的口罩時(shí)代來臨

由于可支配收入和最終用戶對(duì)美容產(chǎn)品的需求不斷增加，全球口罩市場(chǎng)預(yù)計(jì)會(huì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間年年翻倍增長(zhǎng)。此外，一片口罩是一張雙面口罩外層涂有強(qiáng)箔。這種口罩通過貼緊皮膚以避免不平衡的膚色。新型口罩和經(jīng)改進(jìn)的口罩也層出不窮，有些國家甚至推出治療性口罩。如臉部皮膚過早老化或膚色變亮，這在各個(gè)地區(qū)都出現(xiàn)過。這類口罩既可遮丑又能治療。這將帶動(dòng)全球口罩市場(chǎng)的變化。

預(yù)計(jì)到2026年，全球口罩市場(chǎng)年均增長(zhǎng)率將達(dá)到20%以上。各種各樣的口罩制造商都在投資研發(fā)，持續(xù)創(chuàng)新的因素也越來越多。同時(shí)，這些制造商也在關(guān)注產(chǎn)品的其他方面，如開發(fā)多功能口罩產(chǎn)品，這可在疫情期間緩解物資緊缺。在全球口罩市場(chǎng)上，一些著名的參與商家包括法國蘭蔻和美國雅詩蘭黛等化妝品公司都已加入生產(chǎn)口罩的行列。

根據(jù)類型，全球口罩分為棉纖維、無紡、生物纖維素和水凝膠；按類別劃分為大眾口罩和醫(yī)用口罩、高級(jí)口罩和手術(shù)口罩。由于人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到使用口罩更重要，預(yù)計(jì)生物纖維素口罩將迅速增加。從現(xiàn)在到2026年，水凝膠口罩也有望大幅上升，因?yàn)樗峁┝烁鞣N好處，包括美白、避光和水化。

亞太地區(qū)由于有較高的購買力，它將引領(lǐng)全球口罩市場(chǎng)。全球口罩市場(chǎng)分為歐洲、北美、南美、亞太和其他不同區(qū)域。其中，亞太地區(qū)的增長(zhǎng)源于制造業(yè)的崛起，隨之而來的技術(shù)進(jìn)步也起到至關(guān)重要的作用。美國占據(jù)著北美口罩的大部分市場(chǎng)份額。新興市場(chǎng)如中國、巴西、阿根廷、印度和巴西也將大幅增加對(duì)口罩的需求。許多制造商正計(jì)劃在新興國家設(shè)廠生產(chǎn)新型口罩。據(jù)估計(jì)，由于生活水平的提高，人們對(duì)口罩的需求日趨旺盛，口罩的適用范圍也越來越廣。

透明市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)表明，消費(fèi)者對(duì)護(hù)膚和美容的要求越來越高，口罩的作用也越來越大，因此可能更多用于偏好?？谡值氖褂秒S著上述情況的增加而增加。更因?yàn)橐咔?，口罩的需求已變得異常重要和突出。此外，干燥的皮膚問題，特別是在冬天，皮膚明亮問題，再加上生活方式的改變都在全球市場(chǎng)擴(kuò)大了口罩的需求。新的和抗皮膚老化的口罩有望在未來幾年由領(lǐng)先的制造商推出。許多市場(chǎng)參與者都在集中精力加大投入，競(jìng)相生產(chǎn)口罩。因此，口罩的市場(chǎng)也會(huì)隨著技術(shù)創(chuàng)新而成為日益重要的物資。