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新冠病毒終結(jié)者,電子束接枝技術(shù)|當前聚焦

2022-12-19 15:23:47 來源:雪球網(wǎng)

一、什么是電子束接枝技術(shù)?

1.1、借用“果木嫁接”概念

所謂“接枝”,通俗地來說,可以與果木嫁接技術(shù)中人們將兩個不同品種的植株進行結(jié)合的方法類比。利用電子加速器產(chǎn)生的電子束在紡織物的纖維大分子上打開化學(xué)鍵,再將若干個功能分子枝杈“嫁接”到這個纖維大分子中,纖維大分子會搖身一變,成為自帶抗病毒抗菌“武器”的新型抗病毒抗菌功能材料。

與傳統(tǒng)的面料功能性改造方法不同,采用電子束接枝改性技術(shù)來完成抗病毒抗菌的功能處理,其關(guān)鍵在于讓纖維大分子與功能分子之間完全形成牢固的共價鍵鏈接。

這里的高分子化學(xué)術(shù)語“接枝改性”,其實是借用了園藝學(xué)中的“果木嫁接”概念。通過果木嫁接技術(shù),人們可以把兩個品種不同的植株結(jié)合起來,獲得新的優(yōu)勢互補植株;而接枝改性就是在分子層面進行果木嫁接,先利用電子束來切開纖維素大分子,再將若干個功能分子枝杈“武裝”到這個纖維素大分子上。


(相關(guān)資料圖)

1.2、實現(xiàn)安全性、耐用性和廣譜抗菌三大特征

清華大學(xué)李景燁團隊提出的電子束接枝改性技術(shù)具有安全性、耐用性和廣譜抗菌三個特征。

首先,安全性不僅是抗菌抗病毒材料使用的大前提,也是實現(xiàn)耐用和廣譜抗菌兩方面的重要前提,因此最受研究人員關(guān)注。他們將抗菌抗病毒分子與主干分子通過共價鍵完全結(jié)合在一起,形成了分子層面的復(fù)合紡織面料,使得功能分子不會在洗滌過程中從纖維素大分子上脫落下來,也幾乎不會進入人體。同時,這也是以傳統(tǒng)技術(shù)路線制備的抗菌抗病毒材料難以解決的問題之一。

其次是耐用性,由于抗菌抗病毒功能分子與纖維素大分子融為一體,直至整個大分子徹底分解才會脫落下來,該電子束接枝改性紡織面料洗150次還能保持原有性能,大大超過了工業(yè)上對抗菌紡織品耐洗50次的要求。

最后是廣譜抗菌方面。作為一種包膜病毒,新型冠狀病毒由蛋白質(zhì)突刺、包膜與遺傳物質(zhì)三部分構(gòu)成,只要破壞其中任一結(jié)構(gòu),就可使該病毒失去傳染力。這項技術(shù)的作用機制是破壞包膜,不會因蛋白質(zhì)突刺和遺傳物質(zhì)變化而被影響,因此可以殺死各類新型冠狀病毒毒株。

二、為什么是新冠病毒終結(jié)者?刺破包膜

2.1、新冠病毒的主要傳播途徑

新冠一般是指新型冠狀病毒肺炎,是一種急性感染性肺炎,主要傳播途徑是呼吸道飛沫傳播、密切親密接觸傳播、氣溶膠傳播等。呼吸道飛沫傳播可通過正確佩戴口罩預(yù)防,密切親密接觸傳播可通過避免前往人群密集地預(yù)防,氣溶膠傳播可通過提前接種新冠疫苗預(yù)防。具體如下:

1、呼吸道飛沫傳播:是新型冠狀病毒主要傳播途徑,飛沫從感染者的呼吸道中隨咳嗽、呼吸等排出到空氣中,被其他人吸入變成另一個感染者,感染后會出現(xiàn)發(fā)熱等癥狀,一般可通過正確佩戴專業(yè)防疫口罩進行預(yù)防。

2、密切親密接觸傳播:正常人容易通過接觸感染者觸碰過的生活物品受到病毒感染,感染后會出現(xiàn)乏力等癥狀,一般需通過避免前往人群密集地進行預(yù)防。

3、氣溶膠傳播:新型冠狀病毒可以通過與空氣中的小顆?;旌弦黄鹪诳諝庵袘腋?、飄散從而傳播病毒使人感染,常見于感染者的糞便和尿液傳播,感染后會出現(xiàn)干咳等癥狀,一般可通過提前接種新冠疫苗進行預(yù)防。

2.2、給纖維分子賦能,可廣譜滅殺病毒、細菌

給纖維分子賦能的抗病毒抗菌“武器”,是由水木接枝公司獨家研制的功能材料。這種功能材料帶有正電荷,而包膜類病毒、細菌、真菌帶有負電荷,正負電荷相互吸引作用下,功能分子將刺破病毒、細菌、真菌的包膜,破壞其生理結(jié)構(gòu)使其不能存活,從而達到廣譜滅殺病毒、細菌的目的。

從原理上看,這項技術(shù)對各種有包膜的病毒和有細胞膜的細菌等都是有效的,最新出現(xiàn)的猴痘病毒以及令人聞之色變的埃博拉病毒均屬于包膜類病毒。即使病毒變異也依然有效。

相較之下,當前在抗病毒抗菌紡織品領(lǐng)域,傳統(tǒng)技術(shù)是通過共混、噴涂等方式添加各類抗菌劑來達到抗菌作用,因此,存在抗菌劑脫落導(dǎo)致的嚴重安全隱患。而利用電子束接枝技術(shù),可以將抗病毒單體通過共價鍵與紡織品纖維連接成一個整體,不存在抗菌劑脫落的情況,能夠從根本上解決抗菌劑易脫落的問題,有效防止紡織品出現(xiàn)二次污染。

最為關(guān)鍵的是,該項技術(shù)已頗為成熟。根據(jù)擁有中國最高等級(P4級)生物安全實驗室的研究機構(gòu)的權(quán)威認證檢測報告,接枝棉布對新冠(SARS-COV-2)病毒抑制率為99.89%,對變異后的奧密克戎(Omicron)病毒抑制率為99.95%,鑒定會專家一致認為,電子束接枝聚合技術(shù)原理對有包膜的冠狀病毒、細菌、部分真菌抑制率均超過99%。

麻省理工科技評論對李景燁的專訪顯示,研究人員還針對流感病毒H3N2以及常見的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌等微生物開展了測試工作,均取得了理想的效果。

三、誰發(fā)明的?清華大學(xué)李景燁團隊

3.1、李景燁

李景燁出生于1974年,2002年在上海交通大學(xué)取得化學(xué)化工學(xué)院材料學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后,李景燁進入日本早稻田大學(xué)理工學(xué)綜合研究所,擔任日本學(xué)術(shù)振興會研究員并從事高分子材料接枝改性研究。彼時,早稻田大學(xué)主要將接枝技術(shù)應(yīng)用于燃料電池隔膜的研發(fā)。

2007年,對國內(nèi)發(fā)展前景充滿期待的李景燁回到國內(nèi),進入中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所繼續(xù)從事此項技術(shù)的研究工作。隨著對接枝改性技術(shù)研究的逐漸深入,李景燁認為接枝技術(shù)所具備的非釋放性在紡織品領(lǐng)域?qū)⒂兄蟮膽?yīng)用價值,因此開始將這項技術(shù)與該領(lǐng)域進行應(yīng)用結(jié)合,并對接枝技術(shù)所制備功能紡織品的廣譜性、安全性、耐用性一一進行了試驗驗證。

2020年后,隨著新冠疫情的持續(xù),李景燁團隊在明確新型冠狀病毒等包膜病毒的特性之后,決定將接枝技術(shù)在抗菌紡織品方面的經(jīng)驗轉(zhuǎn)到抗病毒紡織品方面。

李景燁從初次接觸接枝技術(shù)至今已有20年時間,經(jīng)過不斷地技術(shù)打磨,接枝改性技術(shù)在紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用已十分成熟。

3.2、季銨鹽接枝改性技術(shù)

從消毒學(xué)的角度學(xué)習和篩選抗病毒分子結(jié)構(gòu),并基于季銨鹽型消毒劑重新設(shè)計同時達到消毒要求和滿足接枝改性技術(shù)要求的分子結(jié)構(gòu)。

季銨鹽又稱四級銨鹽(Quaternary Ammonium Salt),為銨離子中的四個氫原子都被烴基取代而生成的化合物,是一種強效陽離子抗菌劑??捎糜诠矆鏊?、水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)療器械等領(lǐng)域,其殺菌消毒效果顯著。

季銨鹽分子結(jié)構(gòu)通式:

對此,他們之所以選中季銨鹽型消毒劑,一方面是因為季銨鹽安全穩(wěn)定,沒有刺激性,另一方面是因為季銨鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)豐富,且不同結(jié)構(gòu)具有的特性也不同。

3.3、中國最高級別生物安全實驗室的權(quán)威認可

2022年3月,該團隊還拿到了中國最高級別生物安全實驗室的權(quán)威檢測報告,證實其電子束接枝技術(shù)能夠有效對抗新冠原始毒株與奧密克戎毒株。根據(jù)國際公認的抗病毒紡織品標準,抗病毒率超過99%可以稱為有效;檢測結(jié)果顯示,他們所制備的抗病毒抗菌紡織品對于新冠病毒達到了99.89%的抗病毒率,完全符合國際標準的要求。

據(jù)悉,在此之前,研究人員還針對流感病毒H3N2以及常見的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌等微生物開展了測試工作,并取得了理想的效果。

3.4、七位院士認可

2022年8月19日,中國紡織工業(yè)聯(lián)合會在滬召開科技成果鑒定會。由水木聚力接枝新技術(shù)(深圳)有限責任公司和清華大學(xué)天津高端裝備研究院聯(lián)合承擔的“電子束接枝關(guān)鍵技術(shù)及安全長效廣譜抗病毒抗菌功能紡織品研究”項目通過鑒定。

因項目意義重大,本次會議也受到了業(yè)內(nèi)人士的高度重視。

據(jù)悉,本次會議由中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織召開,成果鑒定委員會由孫晉良院士、趙振堂院士、樊明武院士、醫(yī)用高分子領(lǐng)域?qū)<抑煨逻h教授、預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)<覅欠步淌?、紡織化學(xué)與染整領(lǐng)域?qū)<颐酒浇淌?、病毒微生物領(lǐng)域?qū)<亿w忠鵬研究員組成,涵蓋醫(yī)學(xué)、病毒學(xué)、微生物學(xué)、材料學(xué)等多個領(lǐng)域。

根據(jù)會議資料,李景燁團隊向成果鑒定委員會匯報了工作、技術(shù)、查新、檢測、用戶等五方面報告,表示電子束接枝技術(shù)運用電子束輔助接枝方法,實現(xiàn)了纖維素大分子與抗病毒單體間共價鍵結(jié)合,具有安全性、耐用性和廣譜高效抗病毒抗菌的特征,經(jīng)過了擁有中國最高等級生物安全實驗室的研究機構(gòu)的權(quán)威認證。

最終,成果鑒定委員會一致同意項目通過科技成果鑒定,主要鑒定意見如下:

該項目解決了抗病毒功能分子與纖維素大分子結(jié)合不牢的難題,技術(shù)具有獨創(chuàng)性;

經(jīng)該技術(shù)改性后的棉紡織品能有效破壞細菌細胞膜和病毒包膜,對有包膜的病毒、細菌、部分真菌抑制率均超過99%;

項目已完成千米級抗病毒抗菌棉布的中試實驗,為非釋放型抗病毒抗菌面料,達到GB18401的A類要求,經(jīng)150次水洗后抗病毒抗菌性能保持良好;

鑒定委員會一致認為,項目整體水平達到國際先進。

四、技術(shù)門檻?路徑上具有獨特性和先進性,無法輕易復(fù)制模仿

電子束接枝技術(shù)的研發(fā)團隊以清華大學(xué)天津高端裝備研究院功能高分子首席專家李景燁教授為核心,生產(chǎn)工藝經(jīng)過了長期與印染企業(yè)之間的溝通交流,所使用的生產(chǎn)設(shè)備屬于在紡織行業(yè)首次使用,在實現(xiàn)抗菌抗病毒功能紡織品的路徑上具有獨特性和先進性,無法輕易復(fù)制模仿。

第一,抗病毒抗菌面料使用的制劑,市場上無類似產(chǎn)品銷售。制劑的合成是一個漫長和不斷試錯的過程,技術(shù)團隊經(jīng)過長期實驗探索才研制出能夠達到目前效果的制劑,并且在市場應(yīng)用上還需根據(jù)材料等因素進行適配調(diào)整,所以無法被輕易復(fù)制。

第二,技術(shù)工藝經(jīng)過長時間探索,能夠符合現(xiàn)有印染企業(yè)工藝及模式,項目接枝工藝立足于項目團隊對紡織品功能化的研究,貼近現(xiàn)有印染生產(chǎn)的工藝和模式。國內(nèi)外有多個課題組進行接枝技術(shù)研究,但是鮮少實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

第三,此次是首次將電子加速器接枝功能的使用引入紡織行業(yè),國內(nèi)能夠生產(chǎn)電子加速器的企業(yè)只有幾家,能夠在紡織印染方面應(yīng)用的電子加速器設(shè)備構(gòu)造上更加具有定制化和獨特性。目前正在建設(shè)的生產(chǎn)基地也是國內(nèi)首座電子加速器制備抗病毒抗菌紡織品的站點。

五、誰最受益?安奈兒(從校服到口罩等)

5.1、與李景燁團隊合作

自2022年上半年與李景燁團隊建立聯(lián)系后,安奈兒通過近半年的實地調(diào)研,以及對該技術(shù)進行反復(fù)驗證,才最終確定了雙方的合作。其表示,目前相關(guān)面料的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟,在完成相關(guān)產(chǎn)線的建造后,便有望進入量產(chǎn)階段。

專家表示,除了在兒童領(lǐng)域的應(yīng)用拓展外,未來希望接枝改性技術(shù)能夠在防護服、口罩等醫(yī)療用品,以及老人用品、寵物用品等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

在醫(yī)療用品領(lǐng)域,據(jù)艾媒數(shù)據(jù)中心預(yù)測,2021年單是國內(nèi)口罩行業(yè)市場規(guī)模即達到564億元,可替換空間極大。

利用電子束接枝改性技術(shù),開發(fā)了一種能夠廣譜消殺新型冠狀病毒等包膜類病毒及各種細菌、真菌的抗病毒抗菌功能紡織面料,為國內(nèi)獨創(chuàng)、國際先進。

值得一提的是,通過科技成果鑒定后,A股兒童服飾龍頭企業(yè)安奈兒(002875)隨即與李景燁所在的水木接枝舉行了抗病毒面料科技成果轉(zhuǎn)化落地簽約儀式,集研發(fā)與應(yīng)用兩端力量,全力推動電子束接枝改性面料在兒童服飾領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用。

安奈兒通過全資子公司深圳市安奈兒研發(fā)設(shè)計有限公司(簡稱“研發(fā)設(shè)計公司”)與水木接枝簽署協(xié)議,雙方共同出資1000萬元設(shè)立安奈兒水木科技,進行抗病毒抗菌功能紡織品在兒童服飾領(lǐng)域的首次應(yīng)用。其中,設(shè)計研發(fā)公司持股比例為51%,為第一大股東。

根據(jù)公告,作為清華天津研究院功能高分子首席專家的李景燁以技術(shù)形式入股,持有水木接枝股份。

此次成果轉(zhuǎn)化的落地,被安奈兒視為發(fā)力高端童裝市場的一個難得機遇。今年下半年,安奈兒在科技領(lǐng)域大舉投入,試圖借科技之手在新冠疫情環(huán)境中加深競爭壁壘。

一方面,安奈兒在2022年7月20日對研發(fā)設(shè)計公司增資至1億元。此舉的目的,即是為公司后期發(fā)力研發(fā)創(chuàng)新做準備。

另一方面,通過研發(fā)設(shè)計公司,安奈兒與清華大學(xué)天津高端裝備研究院(簡稱“清華天津研究院”)在8月16日簽署協(xié)議,共同成立聯(lián)合研究中心(全稱“清華大學(xué)天津高端裝備研究院-深圳市安奈兒研發(fā)設(shè)計有限公司電子束接枝改性面料共性技術(shù)聯(lián)合研究中心”),就電子束接枝改性面料及其在兒童服飾領(lǐng)域應(yīng)用的共性技術(shù)領(lǐng)域進行合作研究。未來3年,研發(fā)設(shè)計公司將向聯(lián)合研究中心累計提供不少于1000萬元經(jīng)費。

5.2、與深圳市校服行業(yè)協(xié)會合作

公司的抗病毒抗菌面料成本可控,預(yù)計定價不會過高。

公司和深圳市校服行業(yè)協(xié)會合作是希望通過深校協(xié)推動和協(xié)助公司與其會員單位的溝通與合作,促進電子束接枝改性面料在校服領(lǐng)域的應(yīng)用。

公司將以此次合作為契機,將抗病毒抗菌面料用在深圳中高檔校服上,價格會比普通校服高一些。

5.3、與抖音等直播平臺合作

同時,公司會持續(xù)加大電商投入,包括抖音,傳統(tǒng)電商以及微信小程序。

公司還會積極和業(yè)內(nèi)頭部代播機構(gòu)合作,通過代播機構(gòu)成熟的直播銷售模式發(fā)展業(yè)務(wù)。同時公司還會和供應(yīng)商深度合作,通過快反能力的建設(shè),提升現(xiàn)貨比例,打造適應(yīng)抖音生態(tài)的供貨能力。

六、風險提示

技術(shù)不及預(yù)期

市場需求不及預(yù)期

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關(guān)鍵詞: 接枝技術(shù) 新型冠狀病毒 清華大學(xué)

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