重離子微孔膜粗看是半透明塑料薄膜。
微孔膜防護口罩
兩個大國重器落戶惠州，很多人不太容易理解這樣的高科技與當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系。其實，除了科技創(chuàng)新、人才匯聚、技術(shù)應(yīng)用之外，產(chǎn)業(yè)發(fā)展則是大科學裝置與惠州已經(jīng)和正在發(fā)生的親密接觸。比如，小到可開水浸泡消毒的抗疫口罩，大到能應(yīng)對幾倍流量的污水處理組件器，一張由重離子技術(shù)研制出來的高科技“薄膜”就功不可沒。
可反復(fù)使用的“黑科技” 口罩
今年一場突如其來的新冠肺炎疫情，讓惠州市科近離子膜材料研究院（下稱研究院）走進了公眾視野。研究院是由中國科學院近代物理研究所與惠州市科學技術(shù)局合作共建，依托中國科學院近代物理研究所在核物理和加速器方面的技術(shù)人才優(yōu)勢，引進多個學科的人才，形成“產(chǎn)學研用”的科研團隊，從事新材料研究和技術(shù)開發(fā)，進行重離子微孔膜技術(shù)在水處理、環(huán)境保護、食品、生物、醫(yī)療、防偽等領(lǐng)域的研究，促進科研技術(shù)的民用化，創(chuàng)造新的經(jīng)濟價值。項目負責人莫丹博士是中國科學院近代物理研究所研究員、中國科學院大學博士生導師、中國科學院青年創(chuàng)新促進會會員，主要從事重離子微孔膜成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化工作。
2月中旬，正是各類醫(yī)用防疫物資尤其是防護口罩緊缺之時。在廣東惠州，惠州離子科學研究中心和惠州科近離子膜材料研究院接到先進能源科學與技術(shù)廣東省實驗室的一個緊急任務(wù)：研究探討重離子微孔膜在防疫物資方面的應(yīng)用。研究院充分發(fā)揮在重離子微孔膜領(lǐng)域內(nèi)的人才與技術(shù)優(yōu)勢，最后決定先從民用口罩入手進行技術(shù)攻關(guān)，緊急研發(fā)出一款民用重離子微孔膜防護口罩，成功后委托惠州市泓源水處理科技有限公司實現(xiàn)量產(chǎn)。
與普通口罩不同，惠州研發(fā)的這種口罩將用上一個高科技組件——利用重離子技術(shù)制造的微孔膜?；葜菔秀此幚砜萍加邢薰究偨?jīng)理劉廣停和研究院負責人莫丹博士等技術(shù)骨干們接受任務(wù)后，立即結(jié)束春節(jié)假期返回惠州，開始了沒日沒夜的試驗。十幾天后，他們終于拿出了合格的樣品，大家都為此瘦了好幾斤。
3月初，一款可重復(fù)使用的“黑科技”口罩在惠州面世。經(jīng)廣州市微生物研究所檢測，該口罩顆粒過濾效率可達75%，遠高于醫(yī)用外科口罩顆粒過濾效率30%的標準；呼吸阻力約為13帕，遠小于外科口罩49帕的標準；細菌過濾效率為約90%。
同時，該口罩可耐120攝氏度高溫，單次使用后，用沸水浸泡10分鐘消毒殺菌，晾干后即可繼續(xù)多次使用——直到口罩整體被“用壞”為止。經(jīng)第三方機構(gòu)檢測，該款口罩重復(fù)使用20次以后，整體性能不下降。當時，這款口罩被大量捐給了當?shù)胤酪卟块T，并陸續(xù)投放市場，一定程度上緩解了防疫物資緊張局面。
重離子微孔膜污水處理技術(shù)
這只是離子膜應(yīng)用的“牛刀小試”， 科近離子膜材料研究院的目標，是要將技術(shù)應(yīng)用到水污染治理領(lǐng)域。項目負責人莫丹博士認為，這才是目前應(yīng)用最廣、效益最大的領(lǐng)域。
污水處理器的核心組件是過濾板。搭載了微孔膜的過濾板，最近已在研究院研制成功。它能攔截更微小的顆粒物，幾乎不會被堵塞（因此可在清洗表面后反復(fù)使用），且能應(yīng)對幾倍的瞬時過水量——這在夏天驟雨頻仍的華南地區(qū)尤其有用。
惠州市泓源水處理科技有限公司總經(jīng)理劉廣停向記者展示了一臺小型化水處理設(shè)備，只見深色污水經(jīng)過重離子微孔膜組件處理后，污水瞬間變得干凈透亮，讓人印象深刻。
“配以其他處理技術(shù)，重離子微孔膜在針對不同行業(yè)污水處理中的應(yīng)用前景非常廣闊?！表椖拷M負責人莫丹博士對此十分自信。
科技的每一次進步，都在國計民生上留下濃墨重彩的一筆。
近水樓臺先得月。目前，由惠州科近離子膜材料研究院研制的新型雨污兩用污水處理設(shè)備已在惠南科技園投入中試產(chǎn)水，產(chǎn)水水質(zhì)明顯優(yōu)于地表五類水。
按照劉廣停的設(shè)想，這樣的高科技污水處理產(chǎn)業(yè)第一步是解決雨水、河道水、景觀水的治污，第二步延伸至醫(yī)療廢水、垃圾填埋場廢水的無害化處理。未來，小型化低成本的海水淡化工程也能拓展，主要用在無人島礁上。
“惠州比較早開始整治修復(fù)西湖及其他河涌水質(zhì)，我覺得可以應(yīng)用上這種技術(shù)。讓水體自凈、自我修復(fù)的根本，就是讓水中高效增氧，水生動植物有了好的生存環(huán)境，就能達到自生態(tài)循環(huán)?！眲V停說，現(xiàn)在要做的就是要爭取盡快完成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
微孔膜每個孔道都是直線貫通
一張重離子微孔膜成了抗“疫”利器，個中緣由，要從它的“出生”說起。
在蘭州的實驗室里，重離子加速器停止，一張薄如蟬翼的塑料膜被工程師小心取出，一次重離子束流轟擊已在其上打出無數(shù)納米級別口徑的微孔徑跡。再經(jīng)過蝕刻，一張重離子微孔膜就誕生了。
據(jù)悉，普通過濾膜靠的是物理拉伸和化學蝕刻來打孔，不但孔道大小寬窄不一，還并非直線貫通，導致過濾能力不佳、不耐高溫和容易變形，還容易將過濾后物質(zhì)“卡”在曲折的孔道里無法清除，久之就堵住了。
而微孔膜毫無上述缺陷，它的每個孔道都是直線貫通，且大小相等，可耐高溫，過濾物質(zhì)無法留存，一沖一刷即清除干凈——這也是離子膜口罩可經(jīng)燙洗消毒重復(fù)使用的原因之一。（文、圖/廣州日報全媒體記者謝英君、秦仲陽）
（責任編輯：蔡文斌）
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