口罩制造技术

本发明专利技术提供了一种口罩，所述口罩包括由纳米抗菌材料制成的纳米抗菌层，所述口罩还包括纳米发电单元，所述纳米发电单元与所述纳米抗菌层连接，其中所述纳米发电单元用于产生电荷以使在所述纳米抗菌层上形成电场。由于本发明专利技术所提供的口罩还包括纳米发电单元，其能够作为能源供给，无需外加电源并且其产生的电流能够在纳米抗菌层之间形成强烈变化的电场，一方面提高纳米抗菌材料溶出的效果，使杀菌效果更高；另一方面，在电场的静电吸附的作用下，增加了抗菌材料与细菌的接触几率，杀菌效果显著，同时也能使细菌发生电穿孔，进一步提高杀菌效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗防护用品领域，具体地，涉及一种口罩。
技术介绍
由于环境污染问题的日益严重，人们越来越关注个人对细菌、病毒、污染物等的防护，仅通过过滤方式来滤除细菌或污染物，已经远远不能满足人们的防护需要。现有技术中，出现了通过在口罩的面层上加入杀菌抗病毒剂的方式来杀灭细菌的杀菌口罩。但是，这种口罩需要有一定的时效性，随着杀菌抗病毒剂的挥发其抗菌效果会大大降低，并且杀菌抗病毒剂可能会对人体造成不良影响(例如过敏等症状)其生物安全性有待商榷。即现有技术中缺少一种杀菌效果显著且对人体无害的口罩。
技术实现思路
针对现有技术中的存在的口罩杀菌效果不好且对人体有不良影响的技术问题，本专利技术提供了一种口罩，所述口罩包括由纳米抗菌材料制成的纳米抗菌层，所述口罩还包括纳米发电单元，所述纳米发电单元与所述纳米抗菌层连接，其中所述纳米发电单元用于产生电荷以使在所述纳米抗菌层上形成电场。本专利技术所提供的口罩由于采用纳米抗菌材料作为抗菌层，因此相比传统抗菌材料具有更大的比表面积，能够充分与细菌接触，从而具有更高的杀菌效果；此外，本专利技术所提供的口罩还包括纳米发电单元，其能够作为能源供给，无需外加电源并且其产生的电流能够在纳米抗菌层之间形成强烈变化的电场，一方面提高纳米抗菌材料溶出的效果，使杀菌效果更高；另一方面，在电场的静电吸附的作用下，增加了细菌与抗菌材料的接触几率，杀菌效果显著，同时也能使细菌发生电穿孔，进一步提高杀菌效果。即本专利技术提供的口罩具有很好的杀菌效果和生物相容性，对人体无毒无害，实现对人体安全有效的保护。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的一种实施方式的纳米抗菌层的示例结构；图2-5是根据本专利技术的一种实施方式的口罩的示意图；以及图6-8是根据本专利技术的另一种实施方式的口罩的示意图。附图标记说明1银纳米颗粒2氧化锌纳米线3碳布基底4外表层5内表层6纳米抗菌层7纳米发电单元71第一电极层72第一发电层73第二发电层74第二电极层8弹性连接部件9呼吸阀91呼吸阀基底92呼吸阀外壳93呼吸孔11弹性连接12固定连接具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。为了提供一种杀菌效果好且对人体无害的口罩，首先本申请选用纳米抗菌材料制成口罩或者作为口罩的一部分，由于这种材料本身就具有一定的杀菌作用(金属(例如，金、银、铜等)在纳米状态下由于小尺寸效应、量子效应、强大的比表面积效应，使得杀菌效果更好)，因此本申请的由纳米抗菌材料制成的纳米抗菌层本身就具有一定的杀菌效果。在此基础上，为了达到更好的杀菌效果，本申请所提供的口罩还包括纳米发电单元，所述纳米发电单元与所述纳米抗菌层连接，其中所述纳米发电单元用于产生电荷以使在所述纳米抗菌层上形成电场。佩戴本专利技术的口罩呼吸时，该纳米发电单元产生的电流能够在纳米抗菌层之间形成强烈变化的电场，一方面提高纳米抗菌材料溶出的效果，使杀菌效果更高；另一方面，在电场的静电吸附的作用下，增加了细菌与抗菌材料的接触几率，杀菌效果显著，同时也能使细菌发生电穿孔，进一步提高杀菌效果。优选地，所述纳米抗菌材料可以包括一维纳米材料，例如由一维纳米材料制成。或者，所述纳米抗菌材料可以包括以下中的任一者：二氧化钛纳米材料、氧化锌纳米材料、氧化锡纳米材料、二氧化锆纳米材料、硫化镉纳米材料等生物相容性良好的纳米材料，例如所述纳米抗菌材料可以由上述生物相容性良好的纳米材料中的一者或多者的组合制成。更为优选地，图1示出了根据本专利技术提供的一种实施方式的纳米抗菌层的示例结构，如图1所示，所述纳米抗菌层为在碳布基底3上生长银纳米颗粒1/氧化锌纳米线2的复合材料。其制备方法可简单的通过生长-浸泡-光还原等步骤完成，具有简单，快速且绿色合成等优点。具体地，所述纳米发电单元可以包括第一电极层和第二电极层、第一发电层和第二发电层，其中所述第一电极层与所述第一发电层相接触，所述第二电极层和所述第二发电层相接触；所述第一发电层和所述第二发电层分别在摩擦和/或接触的情况下产生彼此极性相反的电荷，所述第一电极层和所述第二电极层分别用于将所述第一发电层和所述第二发电层产生的电荷通过导线传递或直接传递到所述纳米抗菌层。优选地，所述第一发电层和第二发电层为具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的柔性材料，并且经过砂纸打磨处理的所述第一发电层和第二发电层的所述表面具有纳米或者微米级的表面粗糙度。更为优选地，所述第一发电层和第二发电层上可以具有多孔状结构，例如所述第一发电层和第二发电层上可以有多个透气孔，以提高使用者在穿戴口罩时的舒适性。第一发电层和第二发电层的材料需要具有不同的得失电子能力，在互相接触或者摩擦时，可以在表面形成相反的表面电荷，从而在互相分离或者错位时可以在第一电极层和第二电极层之间形成电场。优选地，所述第一发电层和第二发电层为柔性材料，可以为下列材料中的一种或几种：聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氯乙烯，聚三氟氯乙烯、聚苯丙烷碳酸盐、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚邻苯二酸二烯丙酯、聚甲醛。优选地，所述第一电极层和所述第二电极层可以是金、银、铂、铝、镍、铜、铁、铬、硒等金属，或者上述金属的合金，或者铟锡金属氧化物膜涂层电极层。优选地，所述口罩的外表层4处设有鼻夹，与所述鼻夹位置对应的内表层5上设有弹性密封条，并且在所述口罩的两侧端头处分别设有上下对应的弹性耳挂。下面提供几种实施方式来详细说明本申请的专利技术构思，应当理解的是这里提供的实施方式均为示例性非局限性示例，本专利技术的保护范围不限于此。图2-5是根据本专利技术的一种实施方式的口罩的示意图，如图2所示，考虑到人体的舒适性，所述口罩还包括外表层4和内表层5，所述外表层4和所述内表层5可以包括无纺布和/或密目纱布层等常用于制作口罩的材料层，例如所述外表层4和所述内表层5均可以由无纺布层制成，或者所述外表层4和所述内表层5可以选择由无纺布层和/或密目纱布层制成。所述纳米抗菌层6形成在所述外表层4和所述内表层5之间。应当理解的是，对于外表层和内表层的材料可以根据实际情况进行选择和配置，不限于无纺布和密目纱布，本专利技术对此不进行限定。在这种实施方式中，该口罩可以具有呼吸阀9，如图3所示，该呼吸阀9设置在外表层4上。图4是呼吸阀9的结构示意图。如图4所示，该呼吸阀9可以包括呼吸阀基底91、呼吸阀外壳92、以及设置在所述呼吸阀9上纳米发电单元7。图5进一步示出该呼吸阀9的放大图，如图5所示，所述第一发电层72和所述第一电极层71构成所述呼吸阀的弹片，所述弹片的一端固定于所述呼吸孔93顶端，所述第二发电层73和所述第二电极层74的一端以预定角度固定于所述呼吸孔顶端，例如该预定角度可以配置为小于所述弹片能够弹开的最大角度，从而使得第一发电层72和第二发电层73能够摩擦产生彼此极性相反的电荷，所述第一电极层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种口罩，所述口罩包括由纳米抗菌材料制成的纳米抗菌层，其特征在于，所述口罩还包括纳米发电单元，所述纳米发电单元与所述纳米抗菌层连接，其中所述纳米发电单元用于产生电荷以使在所述纳米抗菌层上形成电场。

【技术特征摘要】
1.一种口罩，所述口罩包括由纳米抗菌材料制成的纳米抗菌层，其特征在于，所述口罩还包括纳米发电单元，所述纳米发电单元与所述纳米抗菌层连接，其中所述纳米发电单元用于产生电荷以使在所述纳米抗菌层上形成电场。2.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述口罩还包括外表层和内表层，所述外表层和所述内表层包括无纺布层和/或密目纱布层，所述纳米抗菌层形成在所述外表层和所述内表层之间。3.根据权利要求1或2所述的口罩，其特征在于，所述纳米发电单元包括第一电极层和第二电极层、第一发电层和第二发电层，其中所述第一电极层与所述第一发电层相接触，所述第二电极层和所述第二发电层相接触；所述第一发电层和所述第二发电层分别在摩擦和/或接触的情况下产生彼此极性相反的电荷，所述第一电极层和所述第二电极层分别用于将所述第一发电层和所述第二发电层产生的电荷通过导线传递或直接传递到所述纳米抗菌层。4.根据权利要求3所述的口罩，其特征在于，所述纳米抗菌层包括第一纳米抗菌层和第二纳米抗菌层，所述纳米发电单元设置在所述第一纳米抗菌层和所述第二纳米抗菌层之间，其中所述纳米发电单元的所述第一电极层和所述第一发电层的左端部与所述第一纳米抗菌层弹性连接，所述第一电极层和所述第一发电层的右端部与所述第一纳米抗菌层固定连接；以及所述纳米发电单元的所述第二电极层和所述第二发电层的左端部与所述第二纳米抗菌层固定连接，所述第二电极层和所述第二发电层的右端部与所述第二纳米抗菌层弹性连接。5.根据权利要求4所述的口罩，其特征在于，所述纳米发电单元的数量为两个，分别安置在对应于使用者脸颊两侧的位置处。6.根据权利要求3-5中任一项权利要求所述的口罩，其特征在于，所述口罩还包括呼吸阀，所述纳米发电单元设置在所述呼吸阀上，其中所述第一发电层和所述第一电极层构成所述呼吸阀的弹片，所述弹片的一端固定于所述呼...

【专利技术属性】
技术研发人员：李舟，闫岭，田静静，王中林，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11