近日,在内蒙古鄂尔多斯市一家口罩企业的生产车

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近日,在内蒙古鄂尔多斯市一家口罩企业的生产车间,工人试用了一款新型防尘口罩。传统口罩滤芯让呼吸沉重,高温高湿下更是憋闷难耐。而新款口罩采用的新材料让呼吸阻力比传统低了近三成,工人戴上后呼吸顺畅了很多。这是山东科技大学柳茹林科研小组2025年研发的一项成果,目前仍在持续完善中。近一年来,这群年轻人在研究如何让口罩“开口说话”——自动提醒“滤芯该换了”“该休息了”。目前,这款智能口罩已完成实验室验证,预期一年内启动产业化相关工作。口罩滤芯何时失效,没人说得准。换早了浪费,换晚了伤肺。这个难题在粉尘弥漫的车间和矿井存在了几十年。山东科技大学安全与环境工程学院的年轻人,一直在想办法解决它。该学院研究生导师柳茹林今年32岁,她带领的科研小组有8名学生,多数是00后。这群年轻人学的是安全工程,但在这之前,没几个人下过矿井。第一次跟着安全与环境工程学院院长周刚去煤矿,他们看到工人从井下上来,摘下面罩大口喘气,滤棉上全是黑的。柳茹林问“这戴了多久”,工人说“从下井到现在,超过8个小时了,不知道还能不能挡得住”。柳茹林回忆:“当时就觉得,这事我们可以研究。”柳茹林的研究生吴圣泽去合作企业参观,看到矿工升井后摘下口罩,脸上被勒出红印,滤棉上全是煤灰。回来的路上他对柳茹林说:“老师,我们一定要把智能口罩做出来。”作为长期从事矿山粉尘防治研究的学者,2024年夏天,周刚带领的团队接下了这个项目,并指导柳茹林科研小组具体攻关。他们做的第一件事,是降低口罩的呼吸阻力。经过反复试验,柳茹林和学生用静电纺丝技术做出纳米纤维滤料。检测结果显示:呼吸阻力比国标要求的低30%。目前,滤料已通过内蒙古恩和实业有限公司,做成“特安护”系列半面罩进行测验试用,工人反馈透气性明显改善。第二件事,是把传感器嵌进口罩内,实时监测温湿度和呼吸频率。温度、湿度两个传感器放在一起,信号会互相干扰。学生查了上百篇文献,试了十几种材料,最终确定用电压信号测温度、电阻信号测湿度,从物理上分开两条信号通道。试过的材料里,石墨烯、碳纳米管、二氧化锰都不理想,后来他们发现一种叫MXene(二维过渡金属碳化物)的材料对湿度极敏感,但容易氧化。学生又花了两个月,用化学方法进行抗氧化处理,有效延缓MXene氧化速率、增强了传感器的使用寿命。传感器做出来了,数据怎么传出来?团队不会写代码,就请计算机科学与工程学院教师帮忙指导编写程序;不会焊电路,就找自动化学院的同学帮忙。2025年,这个项目获得第十九届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛三等奖。团队做的第三件事,是让口罩防尘又防毒。传统口罩要么防尘、要么防毒,两者机理不同,很难兼顾。他们用了一年多时间,把金属氧化物负载到纳米纤维上,让有毒有害气体先催化转化再被吸附。2024年年底,科研小组发表相关研究论文,从理论上验证了尘毒协同防护的可行性。2025年,周刚团队开展的这一项目获批国家重点研发计划项目。“这群年轻人,干的是把论文写在矿井下的事。”在周刚看来,这个柳茹林带领、由年轻人组成的科研小组的成长路径不是偶然的。该学院这些年一直在做一件事——把青年教师和学生推到生产一线去。“坐在实验室里想不出真问题。只有下过井、进过车间,才知道工人最需要什么。”中青报·中青网记者邢婷通讯员任波来源:中国青年报2026年06月08日02版

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