「石墨烯口罩」——石墨烯材料在口罩领域的优势

石墨烯作为新一代的导电材料，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，常温下具有非同寻常的导电性能。氧化石墨烯（GO）为氧化物材料，能隙宽度小于二氧化钛光触媒，在可见光条件下，电子具有还原性，空穴具有氧化性，而空穴与半导体氧化物的表面OH-反应生成氧化性很高的OH·，电子则和氧分子结合成超氧离子（O2-）。活泼的自由基可将有机物氧化成无害的物质，故具有分解有机物、细菌细胞膜、固化病毒蛋白质及污染防治、杀菌和除臭功能。

目前，市面上的口罩实用性简单、功能简单、过滤效果较差。使用人员发现满足防护效果好且透气性好的口罩并不存在，需要大力研发。现有多种样式的石墨烯口罩已经在市场流通，如将石墨烯功能层加入口罩中，口罩滤片设计为多层结构，纺粘无纺布放在最上面作纤维面层，为了更贴合皮肤最内层采用纺粘无纺布作为纤维内层，中间层采用驻极处理后的熔喷无纺布，内层、面层与中间层的夹层为滤片功能层。面层用于过滤大的粉尘颗粒，熔喷无纺布层带永久性静电，可以吸附部分小颗粒，滤片功能层是过滤的关键层。

此外，还有石墨烯多功能的空调口罩，将电源线加入滤层，导电发热，并且石墨烯发热片发出的远红外光热波对PM2.5有一定的排斥作用，减少其被吸入口中，保持口罩的干燥度防止细菌及除味。还有将GO加入纺丝的前驱液中，采用静电纺丝方法，改变高分子纤维织物本身的结构特点，如串珠结构，利用GO表面丰富的官能团和分子滑移效应可以在降低空气压降的同时依然获得很高的PM2.5的过滤效率，用该滤膜做的口罩，佩戴舒适。还有利用石墨烯片搭接形成的三维网状层次孔结构，三维网状层次孔结构包括随机分布的大孔、中孔和小孔，均匀分布的中孔和小孔可以实现对超细颗粒的精准拦截，而大孔的存在可以保证气流的顺畅流动，有效降低了拦截气阻，提高了拦截效率。(www.xing528.com)

军用滤毒罐所用的活性炭微孔较发达，是吸附发生的主要位置，吸附作用主要由碳和吸附质分子之间的范德瓦尔斯力决定。相对于军用滤毒罐中所用的活性炭材料，石墨烯具有更好的吸附能力和吸着量，还能重复多次循环利用。所以，如果未来将石墨烯应用在这些方面，将提供更加可靠安全的防护设备，能大大提高工作效率与工作质量。