台灣農家之子成全球「抗疫」關鍵人物 N95口罩之父蔡秉燚退休人生更忙碌

2020-09-14 10:00

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台裔美國材料科學家蔡秉燚(Peter Tsai)(BBC)

台裔美國材料科學家蔡秉燚(Peter Tsai)(BBC)

最近幾個月,台裔美國材料科學家蔡秉燚(Peter Tsai)幾乎足不出戶,他要麼在自家地下室實驗室裏埋頭苦幹,要麼就是坐在電腦前,回復紛至沓來的電郵。來自世界各地的人們提出關於口罩防疫的諸多問題,希望請教這位「N95口罩之父」。

今年68歲的蔡秉燚曾是美國田納西大學材料科學系系主任,在兩年前退休。然而,最近可能是他科研生涯中最忙的時期。

休閒的退休生活才過兩年,新冠疫情席捲全球。蔡秉燚再次出山,一頭栽進了在自家地下室、車子裏臨時搭建的實驗室,研究如何能安全消毒口罩、實現口罩的再度利用。

義務工作,因「人命關天」

蔡秉燚與口罩的緣分早在1995年就結下了,他最初還恍然不知。當年,蔡秉燚獲得熔噴不織布(熔噴布)生產技術的專利,他原本預期這一發明將主要應用在吸塵器的空氣過濾網上。

熔噴布其後成為口罩中的關鍵材料,只是無心插柳柳成蔭。「那時口罩是非常平常的物品,在美國生產也利潤也不是很高,」 蔡秉燚對BBC中文說。

發明熔噴布20多年來,只有極少數的行內人才偶爾聯繫他。但自從疫情以來,他接收到的電話、郵件問詢絡繹不絶。

意大利一家口罩工廠
Getty Images

年初,他密切關注疫情在中國的發展,把大量英文材料翻譯成中文,供業內傳閲。

3月疫情延燒至歐美之後,各國經歷口罩短缺,實驗室研究員、口罩生產商和醫療人士紛紛向他取經。隨即蜂擁而來的,還有大量的媒體採訪。

有時,蔡秉燚會連續工作20小時,而且都是無償的義務工作。他說,畢竟「人命關天」。「人家問問題,我知道的就回答,不知道的就做實驗,」 蔡秉燚說。

熔噴布:N95口罩的核心

談到材料科學時,蔡秉燚滔滔不絶。熔噴布製作過程中的熔噴與靜電充電兩大關鍵技術,都出自他的研究。

經過這兩個工序生產出來的熔噴布,可以過濾及吸附病毒微粒。正因這個原理,熔噴布被認為是N95口罩的技術核心,因而為蔡秉燚贏得「N95之父」的美名。

N95口罩防護效果好,建議讓前線醫護人員優先使用
Getty Images N95口罩防護效果好,一般建議讓前線醫護人員優先使用 。

同時,熔噴布也是N95口罩生產的技術難點,直接決定口罩是否能有效阻隔病毒。

今年春,全球口罩一度緊缺,口罩工廠如雨後春筍般出現,電器、汽車廠商也臨時改行生產口罩。

熔噴布成為當時最搶手的生產原料,供不應求,價格在兩個月內一度上漲近五倍。同時,市場上高質量熔噴布缺乏,不合規的商家轉而使用未達標的原料。

當時,中國坊間流傳一個說法,製口罩比印鈔還更賺錢。「如果熔噴布沒有達標,印的鈔票就是假鈔,」 蔡秉燚說。

中國一家口罩工廠
Getty Images

從台灣中部的農家之子到N95之父

如今定居美國中部田納西州的蔡秉燚,原籍在台灣中部的清水。

出身農家的他從小幫家裏做農事,學業只居次位。抱著「學一門手藝」的單純初衷,蔡秉燚偶然踏足當時正值頂峰的紡織業。

「但台灣當時只做生產,沒有研發,」 蔡秉燚在紡織業的黃金年代看到了隱藏的危機。「我每天做著日常的工作,想著老了怎麼辦呢,還有很多東西都不懂呀。」

出於這份危機感與求知慾,他在28歲時辭職赴美讀書,在堪薩斯州立大學修讀材料工程博士學位。

本來只需要90個學分就能畢業,他卻一口氣修了500個學分。修讀的課程遠遠超出了材料工程,涉獵化學、物理、機械等。「稍懂了一點,就想學更多,」 蔡秉燚說。

花式「折磨」口罩

蔡秉燚目前的兩大研究重點是如何重覆使用口罩,以及如何增加口罩產量。

口罩
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「我的目標是減少用量,同時增加產量,讓口罩不會缺乏,」他說。

蔡秉燚在家裏搭起了自製實驗室,有時甚至在車裏做實驗,找尋在不破壞過濾材料的基礎上消毒口罩的方法。

他試過蒸、煮口罩,在肥皂水下洗滌、用酒精消毒、加溫到70攝氏度、用紫外線照射、放在烤箱烤……可以說是想盡辦法花式「折磨」口罩。

布口罩可通過洗滌來清潔,但含有熔噴布的口罩一旦用水洗,就會破壞了熔噴布。

蔡秉燚的其中一個關鍵發現是,N95口罩可以用幹熱的方式加溫至70度,此法不會破壞過濾材料的功能。美國國立衛生研究院也認可了這一發現。

在研究出更簡易有效的家用消毒方法前,蔡秉燚自己正採取的方法再簡單不過了:把口罩晾起來。

「我只有7個口罩,每戴完1個就晾7天,」他說。多國的衛生部門亦建議,將口罩置於潔淨、乾燥通風環境下自然晾乾,可重覆使用。

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