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12月15日，中國工程院、科睿唯安和高等教育出版社在北京聯合發布《2022全球工程前沿》報告。報告圍繞機械與運載工程、信息與電子工程、化工冶金與材料工程、能源與礦業工程、土木水利與建筑工程、環境與輕紡工程、農業、醫藥衛生、工程管理9個領域，遴選出年度工程研究前沿95項和工程開發前沿93項。其中，新型天然纖維素纖維的提取與研發、個人防護裝備的回收再利用兩項紡織技術入選。

一、新型天然纖維素纖維的提取與研發

在當前石化資源日益匱乏，環境問題愈發嚴重的情況下，天然纖維素纖維憑借其資源豐富、性能獨特、原料可再生、廢棄后可自然降解且對環境無毒無害等綠色清潔環保的特性得到了人們越來越多的關注。天然纖維素纖維是以纖維素為主要組成物質的一類天然纖維，其來源于植物，故又被稱為植物纖維，具有良好的環境相容性。新型天然纖維素纖維的研發與應用對當今資源利用和環境保護具有重要意義。

當前纖維素科學的研究難點主要有以下幾個方面：一是天然纖維素纖維的提取；二是纖維素溶解體系的研究；三是新型功能性天然纖維素纖維的研發。其中，如何清潔、高效地把纖維素從植物細胞壁（天然纖維）中分離出來尤為重要。植物細胞壁結構十分復雜，外層覆蓋有蠟質、無機鹽等保護層，內部纖維素與半纖維素、木質素等化學成分緊密相連，纖維素微原纖中結晶區和非結晶區共存，這些都給纖維素的分離提取帶來阻礙。當前常用的分離提取技術是生物法和化學法，生物法提取后得到的纖維素含有大量的膠質且生物酶的活力較差。化學法使用最為廣泛，但也存在工藝復雜、能耗高等問題。因此，新型天然纖維素纖維的綠色、高效分離提取與研發是進一步實現高附加值功能性天然纖維素纖維紡織品發展的重要研究方向。

二、個人防護裝備的回收再利用

個人防護裝備(personal protective equipment,PPE)是旨在保護穿戴者的身體免受傷害或感染的防護服、頭盔、口罩、護目鏡等保護用具。自新型冠狀病毒肺炎（以下簡稱新冠肺炎）疫情以來，全球對一次性醫用口罩、防護服等PPE醫療物資的需求不斷攀升，伴隨著一次性醫療衛生用品的應用，相關廢棄物帶來了難以估量的環境污染。據海洋保護組織發表的一篇報道顯示，2020年全球共生產約520億只口罩，其中至少15.6億只口罩流入海洋，而降解這些口罩至少需要450年，降解過程中會對地球生態環境造成難以預估的破壞。衛生方面，以在多個不同環境中佩戴4小時后的口罩為例，口罩外側菌落平均有1096個，內側菌落有1840個，口罩丟棄后，口罩表面附著的細菌隨口罩分散在我們生活的各個角落，同時大量廢棄的一次性口罩所產生的資源浪費日益嚴重。因此，廢棄防護裝備(PPE)的回收再利用已成為迫在眉睫的問題。

新冠肺炎疫情的全球暴發，使廢棄個人防護裝備尤其是廢棄一次性醫用口罩的回收利用與升級再造成為國內外新形勢下的重要課題。以一次性醫用口罩為例，其一般由兩層紡粘非織造材料中間復合一層熔噴非織造材料為主體，以及附屬的耳帶和鼻夾組成。主體部分以聚丙烯(PP)為原材料，外層和內層紡粘非織造材料的主要作用是防水、防濺射，同時提供一定的強力支撐，避免里層的熔噴非織造材料因強力過低而損壞；中間層的熔噴非織造材料主要起過濾作用，熔噴非織造材料纖維直徑小(2um左右)，纖維網孔徑小、孔隙率大。復合后的口罩經過靜電駐極后能有效吸附粉塵顆粒，捕獲細菌及病毒飛沫。

目前，廢棄一次性醫用口罩的回收處理方法主要有填埋法、焚燒法、物理回收利用和化學回收利用四大類。填埋法利用微生物分解口罩，降解時間長，且對土壤有污染。焚燒法將燃燒產生的熱量用于發電及機械驅動，特點是工藝成熟、簡單，有較大的使用范圍，但環境污染嚴重、產能低、資源利用率低。物理回收利用是在物理機械作用下將廢棄一次性醫用口罩破碎成規定尺寸，與其他材料混合均勻后在熱效應、壓力或兩者協同作用下粘連形成新的產物，特點是工藝較成熟、流程簡單，但制得的產物產品價值低、資源利用率低。化學回收利用在處理廢棄一次性醫用口罩方面的應用較成功，通過化學反應將聚合物大分子轉化為小分子化合物進一步利用，或使廢棄口罩中特定基團與化學試劑反應生成新的產物，特點是產品的附加值較高、綠色環保，但部分試劑對環境有污染，可以尋找綠色環保的試劑替代。

總之，在形成全民意識進行廢棄口罩分類處理的基礎上，通過探索口罩相關材料分解、重構和再次功能化的機制，研發新型選擇性綠色催化劑、降解劑，以及原位協同檢測技術，設計合成下一代可化學循環的口罩材料，制定新型口罩標準，開發利用現有廢棄一次性醫用口罩剩余價值的新思路等途徑，將大大助力廢棄一次性醫用口罩的升級再造，從而實現變“廢”為“寶”，為社會可持續發展做出貢獻。在后疫情時代常態化防治需求的背景下，補足我國醫療廢物處置的能力短板，建立健全應急響應機制，是我國完善重大疫情防控體制的應有之義，更是構筑國家公共衛生領域安全屏障的重要支撐。而醫療廢物回收再利用，需要通過創新開發來實現。近年來，我國在廢舊紡織品回收再利用發展研究中的投入在全球名列前茅，個人防護裝備的回收再利用技術不斷創新。

近年來的技術核心專利中，我國公開量高達974項，占所有公開專利的97.99%，其次為美國和韓國，我國個人防護裝備的回收再利用技術專利總量遠高于美國、俄羅斯、日本等國家。從平均被引數來看，我國專利平均被引數僅為0.63，遠低于美國、俄羅斯、日本等國家，個人防護裝備的回收再利用技術原創仍較少，創新不足，影響力不夠。從排名前十的核心專利產出機構來看，其中排名前兩位的機構分別為我國的順叱華（青島）智能科技有限公司和博思英諾科技（北京）有限公司，但是它們的專利被引數和平均被引數都較低。各主要國家、機構間不存在研發合作關系，產業化程度較低，針對個人防護裝備的回收再利用技術產-學-研合作仍有很大空間。我們應該進一步加強與其他國家、機構間的交流合作，進一步提升我國在這一領域的創新能力，在技術開發方面也應破除“唯數量論”，增加科研產出影響力的相關評估，以激勵科研機構注重研究的質量與影響力，促進大學機構與企業之間的產學研結合，促進學科領域的長足發展。