“核壳”技术疫情受到重視 涂层应用商机无限

“核壳”技术疫情受到重視 涂层应用商机无限

过去几年的疫情扰乱了许多人的生活，但也使一些此前被低估的涂层技术得到了重视。

香港理工大学（理大）应用生物及化学技术系的李蓓教授（Professor Pei Li）热衷于研究“核壳粒子技术”已有二十余载。她的研究工作主要集中在将两种本质上不相容的物质结合成具有疏水核心和功能性亲水外层的水分散粒子。通过改变粒子的结构、成分和尺寸，她创造了具有广泛应用的新型纳米材料。

疫情的爆发突显了预防措施的重要性，科学界也认识到李教授的核壳粒子技术能够将天然消毒剂转化为涂层。

“许多人可能听说过在疫情期间作为新产品推出的光催化剂，”李教授说道。光催化剂，如二氧化钛（TiO₂），需要暴露在光源下才能被激活，形成活性氧（ROS）。然而，光催化剂中的二氧化钛以及生成的强氧化剂ROS可能对人体健康构成风险。“这一担忧促使我们探索使用天然材料作为光催化剂中化学成分的替代品进行消毒。”

天然、安全且持久 – “生物基核壳粒子技术”

壳聚糖是一种从海洋甲壳类动物的外壳中提取的天然物质，具有抗菌和抗病毒的特性。

然而，壳聚糖是粉末状且不溶于水，这在将其转化为可喷涂形式并形成快速干燥涂层时带来了挑战。

“涂层的目的是保持物体表面的抗菌效果，否则它会像酒精一样迅速蒸发，”她继续说道。“通过使用核壳粒子技术，我们修改了材料的结构，结合了亲水性的壳聚糖外层和疏水性的聚合物核心以形成薄膜。”

这种技术不仅使壳聚糖能够以水基形式喷涂，还能在大约15分钟内形成涂层，实现持久的抗菌效果。“没有疏水性聚合物核心，涂层可能需要一整天才能干燥，” 李教授进一步解释道。

目前，这种生物基涂层在理大校园内被广泛使用。“在疫情期间，我们在10间教室中测试了喷雾的效果，数据显示在各种表面上都具有出色的抗菌效果，”李教授解释道。一年后，理大将这种天然抗菌喷雾纳入其防疫措施中。喷雾每年只需应用两次，每次都能快速干燥，从而减少了劳动力和时间成本。“疫情再次证明了我们的技术能够提供创新的应用方法，开发出新的涂层材料，为公众提供天然、环保、安全且持久的防疫产品，”她补充道。

获奖的核壳粒子技术带来无限商业潜力

李教授在过去二十年中对核壳粒子及其他技术的研究已经赢得了众多奖项，并拥有十多项专利。其中包括纳米“防擦除（ATE）墨水”，可以在塑料表面打印不可擦除的信息，有效防止假冒商品、过期食品和转售物品，使消费者能够识别被篡改的保质期或条形码。该技术包括三项中国和国际专利，并已被著名的中国企业蒙牛乳业有限公司广泛应用于其乳制品包装中。

此外，李教授还开发了能够递送基因的纳米载体，增强基因疗法在治疗各种疾病中的效果。核壳粒子还可以用于吸附和过滤垃圾填埋场和工业废水中的顽固有机和无机污染物。

“疫情过后，市场已经认识到我们核壳粒子技术的广泛应用潜力，”李教授说道。“作为一名科学家，我当然希望核壳粒子技术的应用能够更加普及，惠及更多人。”