《科学画报》
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人工智能，高分子材料，打赢新冠战疫的两大法宝
2020-09-02 13:05:00面对新型冠状病毒(以下简称新冠病毒)，人们除了依赖公共卫生策略进行全面抵抗外，还将不同领域的科技力量有机结合，使之产生协同效应，为打赢这场疫情战争而奋斗。
新兴科技大显身手
近年来，电子传感器、大数据、人工智能、超级计算机、4G/5G等新兴技术得到了飞越式发展。与17年前人们应对SARS疫情的方式相比，新兴技术成果被运用到新冠病毒“战疫”中，大大提高了人们对病毒溯源、疑似病例识别追踪、重症救治、人群扩散路径跟踪、物资调拨调配、疫情研判管控等方面的技术能力。
比如，基于人工智能技术的医学影像识别能力的提升和远程智慧医疗工具的运用，有助于人们以智能对话的方式实现新型冠状病毒肺炎(以下简称新冠肺炎)疫情自查和得到相应的指导建议等，缓解了民众的焦虑，为减轻总体医疗资源的压力提供了保障。
再如，人们足不出户就可以使用手机等电子设备查看周边疫情地图;政府防控部门可以主动通过人脸识别、大数据分析等技术，累计追踪新冠病毒的密切接触者;个人可以通过手机运营商提供的服务，查询近期途经地区的疫情防控信息，有助于了解个人是否到过疫情严重的地方。
又如，无人送菜车、送药机器人、在线办公、在线教学等科技成果的应用，有效地减少了密集人群带来的新冠病毒传播风险。
这些科技的运用在17年前是难以想象的，它们不仅提供了“战疫”的技术保障，也扩充了公众的防疫知识，增强了民众的抗疫信心。在应对新冠肺炎疫情过程中，高分子材料等行业也做出了积极贡献。
高分子科学是化学化工领域的分支科学。顾名思义，高分子科学的研究对象是相对分子质量非常高的物质，如蛋白质、纤维、塑料、橡胶、涂料等。研究层次可以简要概括为对物质的结构解析、结构设计、合成改性、材料制造和加工成型，以及材料和制品的性能研究等方面。
高分子科学是一门与人们日常生活紧密相连、复杂又有趣的学科。当前，各类合成和天然的高分子材料早已在民生领域占据着不可或缺的地位。
随着高分子科学研究的不断拓展和深入，以及新技术的运用和产业化进程的加快，各种先进的高分子材料不断涌出，在建筑、制药、隔离防护装备等方面大显身手。在这次应对疫情过程中，高分子材料为人们提供了重要的基础支撑。
高分子材料为速建医院立功劳
从2003年北京小汤山医院到2020年武汉蔡甸火神山医院等，这些传染病应急医院的快速建设，都离不开高分子复合建筑材料的全面支撑。
这些应急医院的建筑结构主体材料是由玻璃钢纤维及不饱和聚酯树脂复合而成，其加工性能优良、机械强度高、绝缘性能和环境耐受性能较好，再结合外部金属骨架设计，可实现方便快捷的现场标准化组装。
由于这些标准模箱式房材料无须内部涂刷即可投入使用，极大地加快了建设进程，也避免了涂料可能带来的室内环境问题。在这种情况下，高分子复合涂料的用武之地，更多地体现在整体建筑的外部防水和防火等方面。
此外，传染病应急医院的建设还需要考虑废水、废气等排污问题，这也离不开高分子科学的助力。比如，高密度聚乙烯薄膜以其优良的化学稳定性、耐老化性能、防腐和防渗漏性能，以及较高的机械强度、相对便利的施工方式、相对低廉的价格，在火神山医院建设中被用作环境防渗、防漏的材料，有力确保了临时医院的管道污水与城市地下水资源的有效隔离。
根据国家相关部门发布的《传染病医院建设标准》，对传染病医院通风系统的洁净度、湿度、温度以及净化能力等有着极为严格的要求，为此，需要利用先进的高分子复合材料来保障通风系统的绝热保温，以及确保耐微生物侵蚀、耐老化等。
高分子材料为个体防护做贡献
防止疫情扩散的方法之一是阻隔病毒的传播。在个体防护领域，高分子材料在切断病毒传播方面发挥了巨大的作用。
SARS暴发时，人们所用的口罩绝大多数是具有吸水特性的多层纱布口罩。在新冠肺炎疫情中，医用口罩由于经过了防水加工处理，能够防飞沫，阻隔体液、血液等液体，成为人们必备的防疫武器。
这类医用口罩一般具有三层结构。外层采用的是聚丙烯纺粘布，表面进行了抗静电和防水处理，可有效阻隔灰尘和极性液滴的沉积渗透。中间层为聚丙烯熔喷无纺布过滤材料，用来过滤病毒、病菌。内层则是具有吸湿、抗菌性能的聚丙烯无纺布。
其中，中间层材料性能是决定口罩过滤性能的技术核心。目前，国内外口罩制造企业的技术水平差距，主要体现在针对中间层过滤材料的驻极处理工艺方面。
随着高分子技术的发展，医疗防护服的性能也有所提升。在新冠肺炎疫情中，医护人员大多使用的是由无纺布材料制成的一次性防护服。这类防护服多采用聚乙烯基复合材料制成，材料内部具有多孔通道，在一定压力下具有透水透气性能和病毒阻隔性能，从而起到了良好的隔离防护作用，给医护人员提供了安全保障。
文/林驭寒
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