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新冠病毒終結(jié)者，電子束接枝技術(shù)|當(dāng)前聚焦

2022-12-19 15:23:47 來源：雪球網(wǎng) 小 中

一、什么是電子束接枝技術(shù)？

1.1、借用“果木嫁接”概念

所謂“接枝”，通俗地來說，可以與果木嫁接技術(shù)中人們將兩個(gè)不同品種的植株進(jìn)行結(jié)合的方法類比。利用電子加速器產(chǎn)生的電子束在紡織物的纖維大分子上打開化學(xué)鍵，再將若干個(gè)功能分子枝杈“嫁接”到這個(gè)纖維大分子中，纖維大分子會(huì)搖身一變，成為自帶抗病毒抗菌“武器”的新型抗病毒抗菌功能材料。

與傳統(tǒng)的面料功能性改造方法不同，采用電子束接枝改性技術(shù)來完成抗病毒抗菌的功能處理，其關(guān)鍵在于讓纖維大分子與功能分子之間完全形成牢固的共價(jià)鍵鏈接。

這里的高分子化學(xué)術(shù)語“接枝改性”，其實(shí)是借用了園藝學(xué)中的“果木嫁接”概念。通過果木嫁接技術(shù)，人們可以把兩個(gè)品種不同的植株結(jié)合起來，獲得新的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)植株；而接枝改性就是在分子層面進(jìn)行果木嫁接，先利用電子束來切開纖維素大分子，再將若干個(gè)功能分子枝杈“武裝”到這個(gè)纖維素大分子上。

(相關(guān)資料圖)

1.2、實(shí)現(xiàn)安全性、耐用性和廣譜抗菌三大特征

清華大學(xué)李景燁團(tuán)隊(duì)提出的電子束接枝改性技術(shù)具有安全性、耐用性和廣譜抗菌三個(gè)特征。

首先，安全性不僅是抗菌抗病毒材料使用的大前提，也是實(shí)現(xiàn)耐用和廣譜抗菌兩方面的重要前提，因此最受研究人員關(guān)注。他們將抗菌抗病毒分子與主干分子通過共價(jià)鍵完全結(jié)合在一起，形成了分子層面的復(fù)合紡織面料，使得功能分子不會(huì)在洗滌過程中從纖維素大分子上脫落下來，也幾乎不會(huì)進(jìn)入人體。同時(shí)，這也是以傳統(tǒng)技術(shù)路線制備的抗菌抗病毒材料難以解決的問題之一。

其次是耐用性，由于抗菌抗病毒功能分子與纖維素大分子融為一體，直至整個(gè)大分子徹底分解才會(huì)脫落下來，該電子束接枝改性紡織面料洗150次還能保持原有性能，大大超過了工業(yè)上對(duì)抗菌紡織品耐洗50次的要求。

最后是廣譜抗菌方面。作為一種包膜病毒，新型冠狀病毒由蛋白質(zhì)突刺、包膜與遺傳物質(zhì)三部分構(gòu)成，只要破壞其中任一結(jié)構(gòu)，就可使該病毒失去傳染力。這項(xiàng)技術(shù)的作用機(jī)制是破壞包膜，不會(huì)因蛋白質(zhì)突刺和遺傳物質(zhì)變化而被影響，因此可以殺死各類新型冠狀病毒毒株。

二、為什么是新冠病毒終結(jié)者？刺破包膜

2.1、新冠病毒的主要傳播途徑

新冠一般是指新型冠狀病毒肺炎，是一種急性感染性肺炎，主要傳播途徑是呼吸道飛沫傳播、密切親密接觸傳播、氣溶膠傳播等。呼吸道飛沫傳播可通過正確佩戴口罩預(yù)防，密切親密接觸傳播可通過避免前往人群密集地預(yù)防，氣溶膠傳播可通過提前接種新冠疫苗預(yù)防。具體如下：

1、呼吸道飛沫傳播：是新型冠狀病毒主要傳播途徑，飛沫從感染者的呼吸道中隨咳嗽、呼吸等排出到空氣中，被其他人吸入變成另一個(gè)感染者，感染后會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱等癥狀，一般可通過正確佩戴專業(yè)防疫口罩進(jìn)行預(yù)防。

2、密切親密接觸傳播：正常人容易通過接觸感染者觸碰過的生活物品受到病毒感染，感染后會(huì)出現(xiàn)乏力等癥狀，一般需通過避免前往人群密集地進(jìn)行預(yù)防。

3、氣溶膠傳播：新型冠狀病毒可以通過與空氣中的小顆粒混合一起在空氣中懸浮、飄散從而傳播病毒使人感染，常見于感染者的糞便和尿液傳播，感染后會(huì)出現(xiàn)干咳等癥狀，一般可通過提前接種新冠疫苗進(jìn)行預(yù)防。

2.2、給纖維分子賦能，可廣譜滅殺病毒、細(xì)菌

給纖維分子賦能的抗病毒抗菌“武器”，是由水木接枝公司獨(dú)家研制的功能材料。這種功能材料帶有正電荷，而包膜類病毒、細(xì)菌、真菌帶有負(fù)電荷，正負(fù)電荷相互吸引作用下，功能分子將刺破病毒、細(xì)菌、真菌的包膜，破壞其生理結(jié)構(gòu)使其不能存活，從而達(dá)到廣譜滅殺病毒、細(xì)菌的目的。

從原理上看，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)各種有包膜的病毒和有細(xì)胞膜的細(xì)菌等都是有效的，最新出現(xiàn)的猴痘病毒以及令人聞之色變的埃博拉病毒均屬于包膜類病毒。即使病毒變異也依然有效。

相較之下，當(dāng)前在抗病毒抗菌紡織品領(lǐng)域，傳統(tǒng)技術(shù)是通過共混、噴涂等方式添加各類抗菌劑來達(dá)到抗菌作用，因此，存在抗菌劑脫落導(dǎo)致的嚴(yán)重安全隱患。而利用電子束接枝技術(shù)，可以將抗病毒單體通過共價(jià)鍵與紡織品纖維連接成一個(gè)整體，不存在抗菌劑脫落的情況，能夠從根本上解決抗菌劑易脫落的問題，有效防止紡織品出現(xiàn)二次污染。

最為關(guān)鍵的是，該項(xiàng)技術(shù)已頗為成熟。根據(jù)擁有中國最高等級(jí)（P4級(jí)）生物安全實(shí)驗(yàn)室的研究機(jī)構(gòu)的權(quán)威認(rèn)證檢測(cè)報(bào)告，接枝棉布對(duì)新冠（SARS-COV-2）病毒抑制率為99.89%，對(duì)變異后的奧密克戎（Omicron）病毒抑制率為99.95%，鑒定會(huì)專家一致認(rèn)為，電子束接枝聚合技術(shù)原理對(duì)有包膜的冠狀病毒、細(xì)菌、部分真菌抑制率均超過99%。

麻省理工科技評(píng)論對(duì)李景燁的專訪顯示，研究人員還針對(duì)流感病毒H3N2以及常見的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌等微生物開展了測(cè)試工作，均取得了理想的效果。

三、誰發(fā)明的？清華大學(xué)李景燁團(tuán)隊(duì)

3.1、李景燁

李景燁出生于1974年，2002年在上海交通大學(xué)取得化學(xué)化工學(xué)院材料學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后，李景燁進(jìn)入日本早稻田大學(xué)理工學(xué)綜合研究所，擔(dān)任日本學(xué)術(shù)振興會(huì)研究員并從事高分子材料接枝改性研究。彼時(shí)，早稻田大學(xué)主要將接枝技術(shù)應(yīng)用于燃料電池隔膜的研發(fā)。

2007年，對(duì)國內(nèi)發(fā)展前景充滿期待的李景燁回到國內(nèi)，進(jìn)入中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所繼續(xù)從事此項(xiàng)技術(shù)的研究工作。隨著對(duì)接枝改性技術(shù)研究的逐漸深入，李景燁認(rèn)為接枝技術(shù)所具備的非釋放性在紡織品領(lǐng)域?qū)⒂兄蟮膽?yīng)用價(jià)值，因此開始將這項(xiàng)技術(shù)與該領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用結(jié)合，并對(duì)接枝技術(shù)所制備功能紡織品的廣譜性、安全性、耐用性一一進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。

2020年后，隨著新冠疫情的持續(xù)，李景燁團(tuán)隊(duì)在明確新型冠狀病毒等包膜病毒的特性之后，決定將接枝技術(shù)在抗菌紡織品方面的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)到抗病毒紡織品方面。

李景燁從初次接觸接枝技術(shù)至今已有20年時(shí)間，經(jīng)過不斷地技術(shù)打磨，接枝改性技術(shù)在紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用已十分成熟。

3.2、季銨鹽接枝改性技術(shù)

從消毒學(xué)的角度學(xué)習(xí)和篩選抗病毒分子結(jié)構(gòu)，并基于季銨鹽型消毒劑重新設(shè)計(jì)同時(shí)達(dá)到消毒要求和滿足接枝改性技術(shù)要求的分子結(jié)構(gòu)。

季銨鹽又稱四級(jí)銨鹽（Quaternary Ammonium Salt），為銨離子中的四個(gè)氫原子都被烴基取代而生成的化合物，是一種強(qiáng)效陽離子抗菌劑。可用于公共場所、水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，其殺菌消毒效果顯著。

季銨鹽分子結(jié)構(gòu)通式：

對(duì)此，他們之所以選中季銨鹽型消毒劑，一方面是因?yàn)榧句@鹽安全穩(wěn)定，沒有刺激性，另一方面是因?yàn)榧句@鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)豐富，且不同結(jié)構(gòu)具有的特性也不同。

3.3、中國最高級(jí)別生物安全實(shí)驗(yàn)室的權(quán)威認(rèn)可

2022年3月，該團(tuán)隊(duì)還拿到了中國最高級(jí)別生物安全實(shí)驗(yàn)室的權(quán)威檢測(cè)報(bào)告，證實(shí)其電子束接枝技術(shù)能夠有效對(duì)抗新冠原始毒株與奧密克戎毒株。根據(jù)國際公認(rèn)的抗病毒紡織品標(biāo)準(zhǔn)，抗病毒率超過99%可以稱為有效；檢測(cè)結(jié)果顯示，他們所制備的抗病毒抗菌紡織品對(duì)于新冠病毒達(dá)到了99.89%的抗病毒率，完全符合國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。

據(jù)悉，在此之前，研究人員還針對(duì)流感病毒H3N2以及常見的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌等微生物開展了測(cè)試工作，并取得了理想的效果。

3.4、七位院士認(rèn)可

2022年8月19日，中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)在滬召開科技成果鑒定會(huì)。由水木聚力接枝新技術(shù)（深圳）有限責(zé)任公司和清華大學(xué)天津高端裝備研究院聯(lián)合承擔(dān)的“電子束接枝關(guān)鍵技術(shù)及安全長效廣譜抗病毒抗菌功能紡織品研究”項(xiàng)目通過鑒定。

因項(xiàng)目意義重大，本次會(huì)議也受到了業(yè)內(nèi)人士的高度重視。

據(jù)悉，本次會(huì)議由中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織召開，成果鑒定委員會(huì)由孫晉良院士、趙振堂院士、樊明武院士、醫(yī)用高分子領(lǐng)域?qū)＜抑煨逻h(yuǎn)教授、預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)＜覅欠步淌凇⒓徔椈瘜W(xué)與染整領(lǐng)域?qū)＜颐酒浇淌凇⒉《疚⑸镱I(lǐng)域?qū)＜亿w忠鵬研究員組成，涵蓋醫(yī)學(xué)、病毒學(xué)、微生物學(xué)、材料學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。

根據(jù)會(huì)議資料，李景燁團(tuán)隊(duì)向成果鑒定委員會(huì)匯報(bào)了工作、技術(shù)、查新、檢測(cè)、用戶等五方面報(bào)告，表示電子束接枝技術(shù)運(yùn)用電子束輔助接枝方法，實(shí)現(xiàn)了纖維素大分子與抗病毒單體間共價(jià)鍵結(jié)合，具有安全性、耐用性和廣譜高效抗病毒抗菌的特征，經(jīng)過了擁有中國最高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的研究機(jī)構(gòu)的權(quán)威認(rèn)證。

最終，成果鑒定委員會(huì)一致同意項(xiàng)目通過科技成果鑒定，主要鑒定意見如下：

該項(xiàng)目解決了抗病毒功能分子與纖維素大分子結(jié)合不牢的難題，技術(shù)具有獨(dú)創(chuàng)性；

經(jīng)該技術(shù)改性后的棉紡織品能有效破壞細(xì)菌細(xì)胞膜和病毒包膜，對(duì)有包膜的病毒、細(xì)菌、部分真菌抑制率均超過99%；

項(xiàng)目已完成千米級(jí)抗病毒抗菌棉布的中試實(shí)驗(yàn)，為非釋放型抗病毒抗菌面料，達(dá)到GB18401的A類要求，經(jīng)150次水洗后抗病毒抗菌性能保持良好；

鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，項(xiàng)目整體水平達(dá)到國際先進(jìn)。

四、技術(shù)門檻？路徑上具有獨(dú)特性和先進(jìn)性，無法輕易復(fù)制模仿

電子束接枝技術(shù)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)以清華大學(xué)天津高端裝備研究院功能高分子首席專家李景燁教授為核心，生產(chǎn)工藝經(jīng)過了長期與印染企業(yè)之間的溝通交流，所使用的生產(chǎn)設(shè)備屬于在紡織行業(yè)首次使用，在實(shí)現(xiàn)抗菌抗病毒功能紡織品的路徑上具有獨(dú)特性和先進(jìn)性，無法輕易復(fù)制模仿。

第一，抗病毒抗菌面料使用的制劑，市場上無類似產(chǎn)品銷售。制劑的合成是一個(gè)漫長和不斷試錯(cuò)的過程，技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長期實(shí)驗(yàn)探索才研制出能夠達(dá)到目前效果的制劑，并且在市場應(yīng)用上還需根據(jù)材料等因素進(jìn)行適配調(diào)整，所以無法被輕易復(fù)制。

第二，技術(shù)工藝經(jīng)過長時(shí)間探索，能夠符合現(xiàn)有印染企業(yè)工藝及模式，項(xiàng)目接枝工藝立足于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)紡織品功能化的研究，貼近現(xiàn)有印染生產(chǎn)的工藝和模式。國內(nèi)外有多個(gè)課題組進(jìn)行接枝技術(shù)研究，但是鮮少實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

第三，此次是首次將電子加速器接枝功能的使用引入紡織行業(yè)，國內(nèi)能夠生產(chǎn)電子加速器的企業(yè)只有幾家，能夠在紡織印染方面應(yīng)用的電子加速器設(shè)備構(gòu)造上更加具有定制化和獨(dú)特性。目前正在建設(shè)的生產(chǎn)基地也是國內(nèi)首座電子加速器制備抗病毒抗菌紡織品的站點(diǎn)。

五、誰最受益？安奈兒(從校服到口罩等)

5.1、與李景燁團(tuán)隊(duì)合作

自2022年上半年與李景燁團(tuán)隊(duì)建立聯(lián)系后，安奈兒通過近半年的實(shí)地調(diào)研，以及對(duì)該技術(shù)進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，才最終確定了雙方的合作。其表示，目前相關(guān)面料的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，在完成相關(guān)產(chǎn)線的建造后，便有望進(jìn)入量產(chǎn)階段。

專家表示，除了在兒童領(lǐng)域的應(yīng)用拓展外，未來希望接枝改性技術(shù)能夠在防護(hù)服、口罩等醫(yī)療用品，以及老人用品、寵物用品等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

在醫(yī)療用品領(lǐng)域，據(jù)艾媒數(shù)據(jù)中心預(yù)測(cè)，2021年單是國內(nèi)口罩行業(yè)市場規(guī)模即達(dá)到564億元，可替換空間極大。

利用電子束接枝改性技術(shù)，開發(fā)了一種能夠廣譜消殺新型冠狀病毒等包膜類病毒及各種細(xì)菌、真菌的抗病毒抗菌功能紡織面料，為國內(nèi)獨(dú)創(chuàng)、國際先進(jìn)。

值得一提的是，通過科技成果鑒定后，A股兒童服飾龍頭企業(yè)安奈兒（002875）隨即與李景燁所在的水木接枝舉行了抗病毒面料科技成果轉(zhuǎn)化落地簽約儀式，集研發(fā)與應(yīng)用兩端力量，全力推動(dòng)電子束接枝改性面料在兒童服飾領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用。

安奈兒通過全資子公司深圳市安奈兒研發(fā)設(shè)計(jì)有限公司(簡稱“研發(fā)設(shè)計(jì)公司”)與水木接枝簽署協(xié)議，雙方共同出資1000萬元設(shè)立安奈兒水木科技，進(jìn)行抗病毒抗菌功能紡織品在兒童服飾領(lǐng)域的首次應(yīng)用。其中，設(shè)計(jì)研發(fā)公司持股比例為51%，為第一大股東。

根據(jù)公告，作為清華天津研究院功能高分子首席專家的李景燁以技術(shù)形式入股，持有水木接枝股份。

此次成果轉(zhuǎn)化的落地，被安奈兒視為發(fā)力高端童裝市場的一個(gè)難得機(jī)遇。今年下半年，安奈兒在科技領(lǐng)域大舉投入，試圖借科技之手在新冠疫情環(huán)境中加深競爭壁壘。

一方面，安奈兒在2022年7月20日對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)公司增資至1億元。此舉的目的，即是為公司后期發(fā)力研發(fā)創(chuàng)新做準(zhǔn)備。

另一方面，通過研發(fā)設(shè)計(jì)公司，安奈兒與清華大學(xué)天津高端裝備研究院（簡稱“清華天津研究院”）在8月16日簽署協(xié)議，共同成立聯(lián)合研究中心（全稱“清華大學(xué)天津高端裝備研究院-深圳市安奈兒研發(fā)設(shè)計(jì)有限公司電子束接枝改性面料共性技術(shù)聯(lián)合研究中心”），就電子束接枝改性面料及其在兒童服飾領(lǐng)域應(yīng)用的共性技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行合作研究。未來3年，研發(fā)設(shè)計(jì)公司將向聯(lián)合研究中心累計(jì)提供不少于1000萬元經(jīng)費(fèi)。

5.2、與深圳市校服行業(yè)協(xié)會(huì)合作

公司的抗病毒抗菌面料成本可控，預(yù)計(jì)定價(jià)不會(huì)過高。

公司和深圳市校服行業(yè)協(xié)會(huì)合作是希望通過深校協(xié)推動(dòng)和協(xié)助公司與其會(huì)員單位的溝通與合作，促進(jìn)電子束接枝改性面料在校服領(lǐng)域的應(yīng)用。

公司將以此次合作為契機(jī)，將抗病毒抗菌面料用在深圳中高檔校服上，價(jià)格會(huì)比普通校服高一些。

5.3、與抖音等直播平臺(tái)合作

同時(shí)，公司會(huì)持續(xù)加大電商投入，包括抖音，傳統(tǒng)電商以及微信小程序。

公司還會(huì)積極和業(yè)內(nèi)頭部代播機(jī)構(gòu)合作，通過代播機(jī)構(gòu)成熟的直播銷售模式發(fā)展業(yè)務(wù)。同時(shí)公司還會(huì)和供應(yīng)商深度合作，通過快反能力的建設(shè)，提升現(xiàn)貨比例，打造適應(yīng)抖音生態(tài)的供貨能力。