近日,先进院喻学锋研究员团队成功开发一种基于微胶囊技术的长效抗微生物涂料,通过了国内外多家第三方权威机构的检测。该涂料对多种病毒和细菌均展现出显著杀灭效果,且有效防护时间可长达半年之久,可广泛应用于日常物体表面消毒、空气过滤、水体净化、冷链运输等工作和生活领域。

当前,公共卫生安全和个人清洁防护成为全社会的焦点。限制病原微生物的产生,降低病原微生物的繁殖和阻断病原微生物的扩散,是实现控制流行病、传染病的关键环节。目前广泛使用的抗微生物材料通常包括醇类化合物、酚类化合物、金属盐、过氧化物类等,它们能够实现常见微生物的杀灭,但普遍存在作用时间短(有效防护时间通常仅数小时)、挥发过快导致较大毒性以致危害人畜健康等问题。因此,开发一种兼具快速杀灭微生物和长期抑制微生物生长功效的抗微生物材料,是当前避免人们暴露于传染可能性之下,保障人们正常工作和生活的迫切需求。然而,当前严重缺乏相关的技术和产品。

面对这一难题,科研团队的喻学锋、钟柏华、康翼鸿、杨帆博士等基于前期在微胶囊技术、金属离子修饰技术和涂层技术领域的积累,通过数月的紧急攻关,成功开发出一种具有持久抗病毒和抗菌功能的涂料。该涂料的主要原料是一种特殊设计的微胶囊结构,以复配的抗微生物活性试剂为芯材,以特殊树脂为壁材,通过合理的微胶囊结构设计,从而实现芯材的可控缓释,并通过复配金属离子的修饰增强抗微生物功效。

据介绍,使用时喷涂在物体表面后即可实现对病原微生物接触杀灭,并可快速形成一层薄膜,通过对活性试剂的缓释实现对微生物的长久抑制。同时,可形成超疏水表面,使得微生物难以在表面停留,起到抗粘附的功效。这种多功能抗微生物涂料使用简单,可广泛应用于物体表面、空气过滤、水体净化等多个领域,在物体表面的有效时间可长达六个月,扩大人为干预对病原微生物传播的效果和对易感人群的保护效果,大幅度增加公众场所维护卫生安全的效率与覆盖范围。

该材料成功研发后,团队先后将其送往多家第三方权威机构检测,包括广东省微生物研究所-广东省微生物分析检测中心(广微测)、瑞士通用公证行(SGS)、深圳市计量质量检测研究院(SMQ)、西安国联质量检测技术股份有限公司(国联质检)等。结果表明:该材料可实现对人HCoV-229E冠状病毒灭活率超99.93%,对甲型流感病毒H1N1灭活率超99.99%,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌标准杀灭对数值均超5.00等关键技术指标,为其在公共卫生领域中的应用提供科学依据和检验支持。

通过进一步的技术攻关,团队已完成了这种多功能长效抗微生物涂料的中试制备,成功实现吨级日产能。该产品吸引了多家知名企业的浓厚兴趣和意向,共同参与技术合作和下游产品开发,涉及领域包括抗微生物薄膜及各类物体表面、空气净化滤网和新风系统、水净化处理和加湿器等。相关产品也已实现了海外销售,用于室内空调和车内空调系统的过滤模块,保证封闭空间的空气洁净。目前,团队还正在积极推进新型长效抗微生物涂层在机场和地铁中新风系统的合作应用,以期为公共卫生安全贡献更大的力量。

长效抗病毒微胶囊涂料(图1-2:微胶囊涂料结构与形貌;图3:产品展示;图4-5:微胶囊涂料抗菌效果)

相关检测结果(图6:冠状病毒灭活检测;图7:流感病毒灭活检测;图8:抗菌检测;图9:SVHC-REACH检测;图10:RoHS-有害成分检测;图11:防腐剂检测)