实习采访人员 都 芃
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 。

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