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救命無數的N95口罩 關鍵材料發明者


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更新日期:2022526
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救命無數的N95口罩 關鍵材料發明者

劉朝宇和蔡秉燚

封面新聞記者 何方迪

N95口罩因95%的顆粒過濾效率,在這場波及全球的新冠肺炎疫情中,成為了救命「硬通貨」。疫情之下,它保護了無數醫務人員和普通人。但是絕大部分人不知道,它的發明者之一是一位美國華裔科學家——田納西大學的退休教授田秉燚。

25年前,秉燚在田納西大學的實驗室攻堅N95口罩的關鍵技術,他的身旁站著一位「黃金搭檔」,時任田納西大學等離子體研究中心研究員、博士研究生劉朝宇。

在實驗室,兩位「華人面孔」攜手同行,並肩作戰,共同解決了電離問題和離子「儲存」在無紡布上的關鍵技術,並申請了數個美國專利。鮮為人知的是,這位N95口罩關鍵材料的發明者之一劉朝宇,不僅是地道的四川成都人,還曾就讀於電子科技大學。4月12日晚,封面新聞記者採訪到劉朝宇,圍繞N95口罩誕生的「前生今世」與劉朝宇的蓉城情懷以及在美帶領華人抗擊疫情,進行了一次越洋對話。

救命無數的N95口罩 關鍵材料發明者

田納西大學頒發給劉朝宇的獎牌

攻克關鍵技術

N95口罩誕生記

如果不是劉朝宇的同學杜成安發來一段N95口罩發明人的資訊,他可能至今都不知道,N95口罩誕生,竟然有它的一份功勞。

資訊中提到的發明人正是當年劉朝宇的田納西大學諾克斯維爾分校老師蔡秉燚,劉朝宇清楚的記得,在這項研究的早期階段,他們一起工作,提交了至少一個或多個美國專利。

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「我一看這個資訊,哎呀,這裡面有我的一份啊。」劉朝宇發出了驚歎,記憶的大門也隨之開啟。

救命無數的N95口罩 關鍵材料發明者

劉朝宇的美國專利

30年前,劉朝宇從電子科技大學原物理電子學院碩士畢業後,赴美國田納西大學攻讀工學博士學位。當時,年輕的華裔科學家蔡秉燚正在田納西大學紡織系任教。他從劉朝宇的導師羅斯(Roth)教授處得知劉朝宇在等離子體方面頗有研究,就盛情邀請劉朝宇合作。

蔡秉燚有一個科研專案,是為美國3M公司(明尼蘇達礦務及製造業公司)研製空調及口罩的過濾材料。如何提升過濾效率,是研究的重點和難點。

「我們都知道‘靜電吸附’的現象,但怎麼把它用到紡織物上面,提升吸附效率,這對我們兩人都是一個新的考驗和嘗試!」劉朝宇說。

要利用「靜電吸附」現象需要解決兩個重要問題:其一是要在常溫常壓下電離空氣;其二是要把電離後的等離子體「長期儲存」到無紡布等織物上。其中,前者是由劉朝宇主要完成的。

1995年,他們在「穩態輝光放電等離子體」(Steady-state,Glow Discharge Plasma)研究方面取得重要進展,並共同申請了數個美國專利。1995年,田納西大學科技中心對劉朝宇作為主要完成人所做的「常壓輝光放電等離子體處理高分子材料的方法和裝置」等兩項專利給予了表彰獎勵。

解決電離問題之後,劉朝宇和蔡秉燚還想辦法解決了讓離子「儲存」在無紡布上的關鍵技術。

他們所開創的這項技術,透過與3M公司的合作,成功地應用到了空調過濾系統,大大提高了過濾效率,也為此後製造過濾效率更高的N95口罩奠定了基礎。「十分欣慰,我20多前的科研工作和專利為N95口罩做出了成電(電子科技大學)貢獻。」劉朝宇說。

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救命無數的N95口罩 關鍵材料發明者

劉朝宇和母親

他的蓉城情懷

「回去和大家一塊兒吃火鍋」

畢業後,劉朝宇離開了田納西大學,主要致力於研究和開發數字移動終端,移動醫療,網路安全,智慧校園和大資料醫療應用。因此,把「穩態輝光放電等離子體」遷移到口罩上的產業化應用工作,主要是蔡秉燚等完成的。劉朝宇特別強調,自己只是主要參與人員之一。「主要功勞是我的老師蔡秉燚以及其他同事們。」

時光斗轉星移,劉朝宇也從當初的普通科技工作者,成為美國弗吉尼亞州紐波特紐斯市美中友好協會主席。儘管身份職業在轉變,但不變的是大洋彼岸,那一抹始終牽絆的蓉城裡的人和事。家鄉不僅有父母兄弟朋友,還有社群公交、小區保安、門口的小餐館,點點滴滴,沉澱著劉朝宇內心深處的情懷記憶。

和千千萬萬在外工作的人一樣,劉朝宇每年春節一定會回到成都,陪父母過一個完整的春節。今年的春節註定和以往不同,雖然受國內疫情影響,劉朝宇還是買好了回國的機票,作出決定回國過年:「父母年紀大了,他們盼著我回去過年。」

1月24日(大年三十)一早,劉朝宇回到家鄉成都,眼前的一切,讓他感慨。「和父母出去買東西,哪怕一個小商店,防疫措施都很完備。」不僅如此,劉朝宇父母每日出行必坐的社群公交1010,大年三十仍在正常執行,並且車內消毒齊全。

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唯一的遺憾就是,因為時間過短,劉朝宇千里迢迢背過來的給朋友以及朋友孩子們的禮物,沒有機會送出去,至今仍存放在父母家中。「我希望疫情儘快過去,回到成都,把春節準備的禮物送給朋友們和他們的孩子,和大家一塊兒吃火鍋!」

回到美國後的劉朝宇,把在過年時成都新冠肺炎疫情期間的所見所聞,一五一十的分享給了當地一所高中,就在分享完後的第二天,隨著美國疫情擴撒,這所學校便關閉了。

「國之交在於民相親。」劉朝宇一直抱有此理念。「過去,我是普通科技工作者,後來從事科技開發及商務交流,希望能為兩國之間的民間瞭解,多做一些事,讓兩國普通民眾和孩子們交朋友,加深友誼。」

救命無數的N95口罩 關鍵材料發明者

疫情之下 為留學生提供服務

如今,美國疫情正在蔓延,截至到目前,劉朝宇所在的弗吉尼亞州已有確診病例5000餘例。

目前他正在積極組織華人華僑開展防疫抗疫工作。劉朝宇告訴記者,相當一部分華人奮戰在抗疫的各個領域,總能看到他們的影子。

「華人從醫的比例較高,包括我的朋友杜成安教授,他是藥學教授,他們很多人都在一線,向他們致敬。」

劉朝宇充分發揮美中友好協會主席的角色,和各方人士溝通,在華人社群組織募捐,支援抗疫活動。眼下,因為學校關閉,許多華人默默無聞接納了許多小留學生到家裡來。

最近,劉朝宇和同事正在做一項工作,可能幫助上百萬受影響的留學生,讓他們儘量不耽誤學業。「我們爭取發揮紐帶作用,和祖國的高校合作,看能不能走出一條新路子。」

劉朝宇在美國的生活也牽動著國內很多朋友的心,許多人建議他回國避避,他婉拒了,並表示「現在自己正居家隔離,一切都很好,謝謝大家的好意」。

他期待著有一天帶著美國朋友到中國來,划龍舟、學太極、看看成都的農貿市場等等。

採訪的最後,劉朝宇稱:「十分高興我25年前的工作為N95口罩的效力提升作出了貢獻,感謝朋友們的支援,更感謝我的導師Roth和同事好友Peter(蔡秉燚)給了我研究這個課題的機會。希望疫情儘快結束,和口罩再見,自由的呼吸。」

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