杨珂|从抗菌到抗病毒：含铜不锈钢6小时杀灭99.99%新冠病毒( 二 )
从抗菌到抗病毒 把握不锈钢中的铜含量很重要
其实早在这种抗新冠病毒不锈钢研发之前 ， 能够抗菌的不锈钢就已十分普遍 ， 并早早开始了工业化生产 ， 而其中也是添加了铜和银 。
中国科学院金属研究所研究员杨珂指出 ， 铜和银已是业界公认的优秀抗菌材料 ， 对包括大肠杆菌等在内的常见致病菌有着出色的抵抗能力 。 比如含铜量仅5%的抗菌不锈钢 ， 便具有99%的抗菌率 。 因为密集的富铜沉淀物会永久留存在不锈钢基质中 ， 产生持久的抗菌效果 。 而银的抗菌能力则更强 ， 只要在不锈钢基质中添加0.3%的银 ， 便可产生强大的抗菌效果 。 但抗菌不锈钢要想达到抗新冠病毒的效果 ， 还需增加其中的铜含量 。
不锈钢作为一种铁基合金 ， 以铁为基本 ， 生产过程中会加入镍、铬等元素以增强其性能 。 如果一味加入大量的铜 ， 会使其基础性能发生改变 ， 从而导致其不再具备不锈钢的特性 ， 无法进行大规模应用 。 杨珂表示 ， 生产抗病毒不锈钢 ， 其最大挑战在于如何在加入足量的抗病毒元素的同时 ， 又不改变不锈钢的核心性能 。
铜虽然是不锈钢的核心元素之一 ， 但加入过量也会严重影响不锈钢的核心性能 。 杨珂向采访人员介绍道 ， 钢铁的热加工锻造过程 ， 需要在1200℃左右的高温下进行 ， 而铜本身的熔点大约为1080℃ 。 铜加入过多会导致钢材在热加工时的锻造性变差 ， 出现通常意义上的“铜脆”现象 。
为了避免“铜脆”现象 ， 同时又保证加入含量足够抗病毒效果的铜 ， 有研究人员改用物理气相沉积、冷喷涂、离子注入等方法 ， 为不锈钢涂上一层抗病毒涂层 。 但这些方法生产的涂层 ， 厚度小于1毫米 ， 很容易被磨损导致其抗病毒性能大幅下降 ， 因此这类不锈钢材料无法取得长期的抗病毒效果 ， 不具备大规模应用的价值 。
而黄明欣团队此次采用了粉末冶金工艺 ， 将不锈钢中铜的含量提升至20% ， 获得了具有抗新冠病毒特性的不锈钢 。 杨珂表示 ， 粉末冶金方法是将金属粉末采用模具进行高压压制 ， 随后再以较高的温度烧结定型 。 采用这种方法制造的高含铜量不锈钢 ， 不光不会出现“铜脆”现象 ， 而且其富铜沉淀物也不只分布在表面 ， 而是均匀分布在整个金属制品中 ， 因此即使制品表面磨损也并不影响其抗病毒效果 。
市场空间仍待挖掘 扩大产业化规模应从两方面发力
杨珂介绍 ， 虽然实验效果显著 ， 但抗病毒不锈钢要形成规模化、产业化 ， 仍有很长的路要走 。 即使是目前工业生产已十分成熟的抗菌不锈钢 ， 其仍有较大的市场空间等待挖掘 。
“与我们合作的一家企业 ， 2020年就生产和销售了5000吨抗菌不锈钢 。 ”杨珂说 ， 目前抗菌不锈钢工业已具有较大规模 ， 且形成了相关的行业标准 。 2020年底 ， 工信部已正式发布“含铜抗菌不锈钢”行业标准YB/T 4171-2020 ， 涵盖含铜系列抗菌不锈钢的订货内容、技术要求、试验方法、检验规则等方面 。 但目前抗菌不锈钢仍主要应用于生产餐饮领域的餐具、厨具 ， 如抗菌不锈钢筷子、菜刀等 ， 且消费市场主要集中在江苏、浙江、广东 ， 应用规模仍较小 ， 使用场景较为单一 。
推荐阅读
- 财产|折叠屏手机冲击高端，荣耀从华为继承的最后财产
- 爆发|从1G到5G 技术成熟与应用爆发相辅相成
- 创事记|从主播开始谈一个购物需求
- Apple|大量Wordle“克隆”应用已从苹果App Store中消失
- 人物|董明珠：让想干事的年轻人有机会发挥 把不干事的人坚决干掉
- 毫米波|从1G到5G 技术成熟与应用爆发相辅相成
- Microsoft|支持LTE Advanced的Surface Pro 8现在可以从微软官网订购
- 视点·观察|从核酸检测到健康码，为什么系统总是“崩了”？
- 第一财经|湖北广电：从未涉及元宇宙领域 持续关注VR AR领域深度合作机会
- 一财网|从核酸检测到健康码，为什么系统总是“崩了”？