您可以戴上手套：大米开发的材料燃烧病毒，对皮肤安全

一种新材料可以在其外表面为病毒提供致命的热量，同时在背面保持凉爽，可以改变我们制造和使用个人防护装备（PPE）的方式，减少与当前材料和实践相关的污染和碳足迹。

莱斯大学工程师开发的复合纺织基材料使用焦耳热在 5 秒内净化其表面的冠状病毒，如 SARS-CoV-2，有效杀死至少 99.9% 的病毒。由这种材料制成的可穿戴物品可以处理数百种用途，一副手套的潜力可以防止因废弃的一次性丁腈手套而导致近20磅的浪费。

莱斯机械工程研究生Marquise Bell说：“大流行期间PPE浪费的规模激增以及供应链短缺造成的问题使我们意识到对可重复使用的个人防护装备的需求，他是ACS应用材料和界面上发表的材料研究的主要作者。“这项工作为从一次性一次性个人防护装备的系统性转变铺平了道路。

“最好的部分是你甚至不需要脱下手套或其他防护服来清洁它们。这种材料可以让您在几秒钟内进行净化，因此您可以回到手头的任务中。

使用电流，材料迅速将其外表面加热到100摄氏度（212华氏度）以上的温度，同时在靠近用户皮肤的反面保持接近正常体温，最高可达约36摄氏度（97华氏度）。

“该设备必须足够热以有效杀死病毒，但又不能太热以至于导致用户灼伤或不适，”贝尔说。“我们纳入了安全机制，以确保后者不会发生。

与其他去污方法相比，干热往往既可靠又不太可能损坏防护设备。然而，制造快速加热到足够温度的可穿戴设备需要大量的工作。

“我们的实验室对病毒的热灭活进行了大量研究，”该研究的作者，机械工程助理教授丹尼尔普雷斯顿说。“我们在大流行期间开始获得美国国家科学基金会的资助，试图了解这些病毒失活的机制以及它在较高温度下如何加速。”

早期的研究有助于导致材料的设计。 生物科学教授Yizhi Jane Tao的病毒学实验室进行了实验，以确认这种材料的自我净化能力，她说，实验数据与预测的接近程度给她留下了深刻的印象。

“我们很高兴能够为这种新材料贡献我们的专业知识，”陶补充道。

帮助这项研究的陶实验室研究生叶凯（Kai Ye）表示，手套很好地处理了“传染性测试”，并有望抵御其他类似的病毒。

考虑到其外表面和内表面之间的温差，该材料令人惊讶地柔软和轻便⎯这一壮举直接进入了贝尔对智能纺织材料的研究重点。

“我研究软商品的力学，热力学和传热过程，这些软商品可以分层用于可穿戴辅助设备，”贝尔说，他由美国宇航局空间技术研究生研究机会奖学金资助。“例如，宇航服由许多层组成：最里面的层是许多功能发生的地方，靠近人体。然后你有很多隔热层在两者之间，在衣服外面有更坚固、更多的保护层。

“我研究了如何使用智能纺织材料并将其集成到宇航服中，以减轻其重量，同时增加多功能性。

根据该计划，贝尔参加了今年的NextProf Nexus，这是一个竞争激烈的研讨会，是“加强和多样化下一代工程学术领导者的全国性努力”的一部分。

NextProf Nexus由密歇根大学，加州大学伯克利分校和佐治亚理工学院共同组织，帮助来自代表性不足群体的工程专业学生为在学术就业市场中导航做好准备，从研究空缺职位和资助机会到制作有效的申请材料。

今年，NextProf由佐治亚理工学院主办，并迎来了其最大的群体 – 在300多名申请人中约有70名参与者。

“我现在正处于博士学位的后期，这变得越来越真实，”贝尔说。“这次研讨会比我最初预期的更全面、更深入，我很高兴有机会参加。”

该研究得到了美国国家科学基金会（2030023），韦尔奇基金会（C-1565），美国宇航局（80NSSC21K1276），国家GEM联盟，莱斯学院研究员和共享设备管理局的支持。

同行评审论文：

“可穿戴复合纺织材料的快速原位热净化” |ACS应用材料和接口 |DOI： 10.1021/acsami.3c09063

作者：侯爵夫人贝尔、叶凯、叶特菲、阿诺普·拉贾潘、刘真、陶一芝和丹尼尔·普雷斯顿

https://doi.org/10.1021/acsami.3c09063

图片下载：

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图片说明：莱斯大学机械工程研究生侯爵夫人·贝尔（Marquise Bell）是发表在ACS应用材料和界面上的一项研究的主要作者，也是2023年NextProf Nexus研讨会的参与者。（摄影：Gustavo Raskosky/莱斯大学）

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图片说明：Daniel Preston（左起）、Kai Ye、Yizhi Jane Tao和Marquise Bell（摄影：Gustavo Raskosky/Rice University）

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CAPTION： 由莱斯大学设计的材料制成的手套，该手套可以用热量杀死冠状病毒而不会灼伤用户的皮肤。（摄影：Gustavo Raskosky/莱斯大学）

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图片说明：侯爵夫人贝尔参加了今年的NextProf Nexus研讨会，这是一个全国性的，有竞争力的教师发展计划，面向来自代表性不足群体的工程专业学生。（摄影：Gustavo Raskosky/莱斯大学）

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图片说明：丹尼尔·普雷斯顿和侯爵夫人贝尔。（摄影：Gustavo Raskosky/莱斯大学）

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图片说明：叶凯和陶怡之。（摄影：Gustavo Raskosky/莱斯大学）

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链接：

普雷斯顿创新实验室：https://pi.rice.edu

陶实验室：https://www.ytao.rice.edu/

生物科学系：https://biosciences.rice.edu/

机械工程系：https://mech.rice.edu

乔治布朗工程学院：https://engineering.rice.edu/

威斯自然科学学院：https://naturalsciences.rice.edu/

关于大米：

莱斯大学位于休斯顿占地300英亩的森林校园内，一直被《美国新闻与世界报道》评为全美前20名大学之一。赖斯拥有备受推崇的建筑、商业、继续研究、工程、人文、音乐、自然科学和社会科学学院，是贝克公共政策研究所的所在地。赖斯大学拥有 4,552 名本科生和 3,998 名研究生，本科生与教师的比例略低于 6：1。它的住宿学院系统建立了紧密联系的社区和终生的友谊，这只是赖斯在大量种族/阶级互动方面排名第一和《普林斯顿评论》生活质量排名第四的原因之一。赖斯也被Kiplinger的个人理财评为私立大学中最具价值的大学。