含铜不锈钢从抗菌向抗病毒迈进

  黄明欣团队采用粉末冶金的生产工艺,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。这样制得的高含铜量不锈钢,不仅能避免“铜脆”现象,而且其富铜沉淀物能均匀分布在整个金属制品中,即使制品表面磨损也不会影响其抗病毒效果。

  新冠肺炎疫情暴发以来,“物传人”成为新冠病毒传播的重要途径之一。曾有研究显示,新冠病毒能在普通不锈钢材料表面存活3天之久。因此,研发出能够杀灭新冠病毒的不锈钢材料,成为业界和学界的一大目标。

  近期,香港大学工程学院机械工程系黄明欣教授领导的团队与香港大学(李嘉诚医学院)免疫与感染研究中心潘烈文教授的研究团队合作,通过调整不锈钢的化学成分和微观组织结构,成功令不锈钢能杀灭表面附着的新冠病毒和其他常见病原体微生物。

  新型不锈钢含铜20% 显示出强大的抗新冠病毒特性

  自20世纪初被发明后,凭借着在硬度、耐腐蚀性、可加工性等方面的优异性能,从公共场所的基础设施,到家庭生活的日常装潢,不锈钢成为公众最常接触的材料之一。

  但随着新冠肺炎疫情席卷全球,不锈钢这个公共场所随处可见的基础材料,已成为新冠病毒扩散传播的载体——携带病毒的飞沫和呼吸道分泌物会附着在不锈钢材料上,使其成为潜在的病毒传播媒介。

  例如,此前中国疾病预防控制中心曾对一起新冠病毒感染案例进行分析,认为同一单元楼内的住户极有可能因共用一部电梯,共同触摸不锈钢材质的电梯按键而造成病毒在住户中扩散。

  在具体研究中,为了更好地比较不同不锈钢材料之间的抗菌抗病毒性能,黄明欣团队制备了多份样品,分别是常规的316不锈钢、含银0.3%和0.6%的不锈钢、4种含铜1%—20%不等的不锈钢以及纯银和纯铜。并且为了凸显其实用价值,他们还专门将其制备成了电梯按钮样式,以模拟在最常见的使用环境下,不同种类不锈钢的抗新冠病毒性能。

  最终,研究结果显示,常规316不锈钢、纯银和含银不锈钢对新冠病毒和甲型H1N1流感病毒没有明显的抑制作用。而相比之下,纯铜和含铜不锈钢则表现出了十分显著的抗病毒特性。尤其是含铜量20%的不锈钢,其可以在3小时和6小时内分别显著减少其表面99.75%和99.99%的活体新冠病毒,显示出了强大的抗新冠病毒特性。

  黄明欣表示,由于高含铜量不锈钢的制备采用的是粉末冶金的方式,这使得其可以不受材料表面磨损的影响,能在较长的时间范围内持续拥有抗新冠病毒特性。

  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。杨珂向记者介绍道,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。

  杨珂还指出,生产抗病毒不锈钢所用的粉末冶金方法,工艺复杂、成本较高,无法成为主流的生产方式,并且过多铜元素的加入也会使得不锈钢的耐腐蚀性下降,使其无法用于生产高端产品,一定程度上限制了其应用场景。

  杨珂认为,该研究成果虽然距离大规模应用仍需时日,但其打开了一扇新的窗口,使铜在不锈钢材料中的作用被更大程度显现了出来,并给予了不锈钢材料新的可能。“我们国家的抗菌不锈钢生产技术在世界范围内是领先的,抗菌不锈钢未来还可以有更大的用途,其中在医疗器械抗感染方面的应用最被看好。”

  目前,杨珂等人也在与深圳地铁进行合作,开发抗菌不锈钢制成的把手、栏杆等。他认为,未来要想实现抗菌、抗病毒不锈钢的规模化应用,还应在两方面发力。一是在应用端找到合适的应用场景,比如可以在医院中用抗菌不锈钢建设样板房,起到示范效果。另一方面则是要加强基础研究。目前,铜离子抗菌抗病毒的作用机制仍然没有摸清,各种理论自成一派,没有统一的、具有广泛说服力的作用机制,一定程度上制约了抗菌、抗病毒不锈钢的发展。

  来源:科技日报

存:一点小感想
如果我还想继续关注乒乓球的话,现在应该寻找下一个墙头了吧。比如小胖,同是紫微星,少年成名,世锦赛在手,接下来的大赛也没有什么对手,冠军唾手可得,听牌大满贯、双满贯,接下来只要陪他一起收获一个又一个冠军就可以了;或者大头,双打好手,cp好磕,b站剪辑多,这个周期充满未知性,粉丝陪他一起跌宕起伏,心潮澎湃,热血沸腾,向前路奋斗充满希望;或者大胖,爱情美满(才知道他女朋友是锦衣之下里那个我很喜欢的角色的扮演者),全力冲击事业,集合了一个大满贯的生日和另一个大满贯的名字,注定不能平淡,作为少数几个曾在大赛中打败过小胖的人,期望总会多一些,未来也充满未知。
如果现在换一个人,应该会更关注这个球吧,可我不舍得,哪怕只能等没多少的比赛机会,我也不舍得。
从16年里约到今天,没想到居然能坚持喜欢五年,是什么支撑着我,是一个又一个大赛冠军吧,本质还是慕强的,是那一次次不放弃坚持到最后的精神吧,虽然我没有但我欣赏。
18年那会,远离赛场,我当时也减少了对乒乓球的关注,到了布达佩斯,因为伤病,看到赛前采访,真的放低了期待,也做好了恭喜新王的准备,记得当时睡醒觉起来一看微博发现小胖输了,吓出一身冷汗,完全没有想到,还想着小场面没什么意思就没看,后来去看了完整版,还是历练不够。当时决赛前去贴吧看,心里有点小期待,但不敢表露,毕竟多年难遇的外站,好在有惊无险,老天都要送他一个三连冠,说的那句话也在微博热搜挂了好久。
后来去做手术,回来后重新奋斗,虽然没输外站,但总是外站心里总会有遗憾,尤其世界杯就差一点儿了,一直到总决赛,终于有了冠军,又积攒了对小胖成功的经验,让我对奥运会有了更多的期待。
奥运会前,微博上开始铺天盖地的宣传,老将出征、多次参加奥运等各种形式的宣传总把他放第一个,怎么能这么高调,应该低调办大事,但转念一想,有更多人关注也是好的,输了就没有关注了,赢了关注只会更多。那时的我还想不到奥运以后的关注有多么大,快赶上16年了,只不过更集中在小辈身上,女队也加入混战,男队冠亚军也有,但成绩差的太大,不好撕。
奥运会的时候,看小胖一路砍瓜切菜,龙哥这边战战兢兢(其实不错,只是我太紧张),半决赛的时候,小胖遭遇七局大战,心里还是希望他能赢也相信他能赢,我还想,坏了,小胖状态出来了,决赛不好打呀,到了龙哥,一开始我还说奥恰就没应该他,肯定没问题,但后来越看越心惊,就算要赢也不能在奥运会,输外站的话那之前所做的所有努力都白费了,还好还好,最后赢了,顺利会师,决赛前各种投票,为了低调,都投的小胖,大多数人也更看好他,贴吧,豆瓣等地,毕竟在此之前还没有男子乒乓球冠军能卫冕(央视之前选了几个老将拍纪录片,最后得到好结果的也就马龙)。决赛时我想,把这当做最后一场大赛来看,无论输赢,不留遗憾,这算是少有的完完整整追直播看的比赛了,比赛前期就觉得有希望夺冠了,那个精气神就不一样,终于,卫冕成功,比一个更大的心,那天晚上的热搜啊,太多了,战绩表又成功出圈一次,微博各种庆祝都刷不完,连带睡醒后心情都一直欢喜。团体赛决赛时,心里有点紧张,但没什么问题,毕竟他们都久经沙场。
奥运会乒乓球关注度高还有一个因素是混双输了吧,真的没想到,当时刘哥直播和混双决赛换着看,看着看着就不太对劲,虽然之前我们顺风顺水但并不好,日本那对死里逃生反而更加顽强,本来是必胜的局,没想到被翻盘,成就日本在乒乓球上的金牌,小枣后来也退出了团体,比之前让她上单打时候的言论,也没多少人关注了,尤其鳗鱼又那么猛,可惜了。
当时还没想到奥运会后会有什么变化,随着奥运结束后,豆瓣两个小组的兴起,贴吧的日渐活跃,各种老梗又重新翻了出来,才发现乒乓球又火了,不过主战场更集中在小一辈,毕竟马龙成绩独一档,家庭上孩子都会打酱油了,女友粉吸不了太多,不过奥运后运动员榜排名第一持续了好久,截至目前粉丝800多万,记得奥运前看是592万,还是提高了不少的。
本来接受慢慢淡出的事实,没想到是一下子,一下子世乒赛就没有了,以后的国际比赛也很少了,好像也没什么能去改变的,唯一欣慰的是国家还是很重视的,领导召见,香港一行,排面大大的,真的成为标杆人物了。
其实不想上这么多热搜,怕被人说,还好他实在没什么可被攻击的,就让我蹭蹭热度好了。
今年的比赛好像都结束了,明年的也不知道在哪儿,还是会赔你到退役吧,那我以后就多找找别的乐趣,没那么关注就没那么伤了,一起加油吧[加油][加油][加油]

【媽媽手測試】常滑手機易致「媽媽手」 中醫教你紓緩痛症秘訣】不是媽媽也會有「媽媽手」?俗稱「媽媽手」的橈骨莖突腱鞘炎,是引致準媽媽和產後媽媽手腕痛的常見情況。不過,原來經常提重物搬運、使用手機、長期使用電腦滑鼠等,也屬於高危一群。想知自己有沒有患「媽媽手」,一起看看註冊中醫師周家敏分享「媽媽手」常見症狀,以及紓緩疼痛貼士。

中醫分享4招辨識有患有「媽媽手」
手腕橈骨莖突部位疼痛,按壓痛,或有紅腫輕微發熱
不能做扭毛巾、按電話等動作
疼痛時或會延伸到前臂及拇指
拇指不能上舉,不能做「讚好」的手勢

誰是患有「媽媽手」的高危人士?
「媽媽手」又稱橈骨莖突狹窄性腱鞘炎。新手媽媽在抱新生兒時,托住嬰兒頭部的動作過程中,頻繁使用該條肌腱故易發多見。可是,此病不一定媽媽才有,不論男女老職青,家務勞動者、長期使用電腦滑鼠的上班族、經常使用手機者,只要經常伸屈拇指的人都是好發群組。

「媽媽手」的成因是甚麼?
周醫師指,當手腕或拇指活動時,伸拇短肌及外展拇長肌在共同的腱鞘內磨動。過多的來回磨擦,使腱鞘發生損傷性發炎,出現水腫、充血,令本來狹窄的腱鞘管道更為狹窄,壓迫肌腱,產生疼痛,若長時間沒有治療,可能造成肌腱與腱鞘粘連、增厚。

如何治療「媽媽手」?
從中醫角度,周醫師認為此病為勞傷筋脉,局部氣血不和,不通則痛發病,治療以舒筋止痛,活血通絡為主要原則,針灸能疏通局部經絡,消炎止痛,配合內服中藥,活血化瘀,內外兼治,加強療效。
她稱,患者在病發初期應以休息為主,盡量減少手腕關節活動,以免加重炎症反應。若不能避免活動,建議可使用專用的護腕來保護關節。而在病發後期,患者可適當加強肌肉訓練,例如使用橡筋繞到五指外,慢慢撐開,維持此姿勢5秒鐘,然後放鬆休息,重覆5至10次,一天做3至5次。

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