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大数据文摘@原来是华裔科学家和一位学生共同发明的，保护了无数医护人员的N95口罩


大数据文摘@原来是华裔科学家和一位学生共同发明的，保护了无数医护人员的N95口罩
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编译：大萌、牛婉杨
在新冠疫情全球大爆发的这几个月 ， N95口罩成为了家喻户晓的硬通货 。 关于要不要戴口罩 ， 全球的态度从最初的“坚决不戴” ， 也变成了“不得不戴” 。
N95口罩保护了无数民众和医护人员 。 但是 ， 绝大多数人并不知道 ， 它的发明者之一是一位美国的华裔科学家 ， 田纳西大学的退休教授PeterTsai（蔡秉燚） 。
在PeterTsai发明N95口罩的时候 ， 他还遇到了一位“黄金搭档”刘朝宇 。 二人志趣相同 ， 一拍即合 ， 一起攻克了“在常温常压下电离空气”这一难题 。
N95口罩之父：PeterTsai、刘朝宇
PeterTsai来自田纳西州大学 ， 是无纺布领域的世界知名专家 。
华裔科学家PeterTsai当时正在田纳西大学纺织系任教 。 当时 ， 他从同事Roth教授那里得知 ， 他的博士生刘朝宇在等离子体方面颇有研究 ， 于是盛情邀请刘朝宇合作 。
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二人在田纳西大学实验室合影（左：PeterTsai；右：刘朝宇）
二人有着相同的科研志趣 ， 合作十分顺利 ， 共同解决了“在常温常压下电离空气”这一难题 。
刘朝宇称 ， “我们都知道‘静电吸附’的现象 ， 但怎么把它用到纺织物上面 ， 提升吸附效率 ， 这对我们两人都是一个新的考验和尝试！”
当时 ， 实验里的实验条件并不是很充分 。 刘朝宇便亲自动手搭建了部分实验仪器 ， 一心一意为科研 。
1993-1994年 ， 他们在“稳态辉光放电等离子体”（Steady-state,GlowDischargePlasma）研究方面取得重要进展 ， 并共同申请了数个美国专利 。 正可谓是功夫不负有心人啊 。
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刘朝宇的专利证书
Tsai一直都在研究外科口罩和N95呼吸机内的过滤织物 ， 并致力于完善它们 ， 目前已花了30多年时间开发新的无纺布、超细纤维织物技术 。
在过滤织物这方面 ， Tsai主要专攻两大领域：静电充电和熔喷工艺 。 其中 ， 静电充电是指将永久电荷嵌入纤维中以形成驻极体 ， 从而通过静电吸引提高过滤效率；熔喷工艺是一种无纺布制造工艺 ， 通过在高速空气下分散聚合树脂来将超细纤维制造成无纺布 。
他的研究不仅提升并扩大了无纺布的过滤效率和应用领域 ， 还彻底地革新了静电充电和熔喷工艺两大领域 。
Tsai与田纳西大学研究基金会的合作超过了25年 。 在1995年 ， 他获得了5项美国专利 ， 其中一项是无纺布电晕充电技术——N95口罩的核心技术 。
Tsai的创新方法是利用电场将中性空气电离 ， 产生离子和电子 ， 再通过电场和电磁感应给无纺布充电 。 在不增加空气阻力的情况下使用这项创新方法 ， 充电的无纺布过滤空气中粒子的效率是未充电无纺布的十倍 。
刘朝宇和PeterTsai二人为N95口罩的诞生做出了不可磨灭的贡献 。
除了口罩 ， Tsai的技术在过去30年中还应用到了其它的领域 ， 例如HVAC过滤器和医用口罩 。 仅在过去的六个月中 ， 田纳西大学研究基金会就将他的最新技术非专有授权给了四家公司 。
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从左至右：Tsai和他的同事 ， JamesMurphy,ShuanStahl以及JackWyrick在TANDEC大楼前（摄于2007年） 。
就在去年 ， Tsai发明了一个通过摩擦给织物进行静电充电的新方法 。 新技术使用极纯净的水浸透无纺布 ， 然后用高压真空将其抽出 。 这一过程称为水力摩擦生电 ， 通过产生摩擦将电荷高效地传递到织物上 ， 而无需重复进行 。 通过该种方法处理得到的无纺布过滤效率比未处理的高20倍 。


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