1月23日武漢宣布封城,，至今已經(jīng)過去了將近2個月,。從媒體報道來看,，國內(nèi)疫情在一天天的好轉(zhuǎn),，但是對于那些需要外出的朋友們來說,，還是不要放松警惕，準(zhǔn)備好防護(hù)工具——口罩?。,。￡P(guān)于口罩,，現(xiàn)在大家面臨的大的問題可能已經(jīng)不是選擇什么樣的口罩了,，而是我還剩下什么口罩！

今天我們公眾號的內(nèi)容也是與口罩相關(guān),，雖然我們不制造口罩,，但是我們提供可以用來研究口罩的設(shè)備。讓我們先來簡單的認(rèn)識一下醫(yī)用口罩,，再來看看我們的XRM可以對口罩這類纖維復(fù)合材料有什么樣的幫助,。

醫(yī)用口罩實物圖片和SEM獲取的橫截面圖片分別展示了口罩的宏觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)，不難看出，不同層因其功能不同,，選用的材料也有很大的差異,。中間層主要用來過濾病菌，厚度約為156μｍ,，纖維更細(xì)小,，堆疊更密實。

▲1.常見醫(yī)療口罩的構(gòu)成（圖片來自新華網(wǎng)）

2.口罩橫截面SEM圖片

3.熔噴布微觀結(jié)構(gòu)圖

中間層通常是聚丙烯熔噴無紡布,，纖維直徑分布在0.5~10μｍ,，以1~4μｍ為主。纖細(xì)的纖維,，在三維空間中交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),，在保證空氣流通順暢的情況下，提供盡可能大的表面積,，通過各種不同作用機(jī)理來過濾病菌,，顆粒。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特征,，尤其是三維空間的結(jié)構(gòu)特征是影響其過濾能力的重要因素之一,，比如纖維材料的孔隙率，結(jié)構(gòu)分離程度,，結(jié)構(gòu)厚度分布,，纖維取向分布等。在二維尺度上,，SEM為我們提供了非常清晰的圖像,，可以用來對不同截面進(jìn)行的分析。如果我們需要無損的,，高分辨率,，高襯度的三維圖像呢？布魯克公司的SkyScan系列三維X射線顯微鏡可以滿足這樣的需求：

不需要進(jìn)行切片,，染色或噴金等樣品處理,。

樣品可重復(fù)測試，進(jìn)行縱向比對,。

聚丙烯這類主要由C,H等輕元素組成的物質(zhì),，對Ｘ射線吸收非常弱，想獲得足夠高的對比度,，①要求X射線探測器的靈敏程度高,，可以識別出微小的信號差異,，獲取吸收襯度信息,。②設(shè)備整體精度高，探測器靈敏度高,，在吸收襯度之外,，還可以利用X射線相位的變化,，獲得包含相位襯度的圖像。

▲纖維CT虛擬切片,，同時包含吸收襯度和相位襯度信息,，分辨率350nm，纖維絲邊界清晰

大工作距離條件下的高分辨率掃描,，一般是通過透鏡或光錐對閃爍體產(chǎn)生的信號進(jìn)行二次放大,，布魯克SkyScan采用高分辨率CCD探測器（1100萬像素,普通探測器一般為400萬像素）+具有放大功能的光纖實現(xiàn)幾何放大和光錐二次放大，并且在進(jìn)行二次放大的同時,，可以保證成像速度,，在合理的時間內(nèi)完成大工作距離下的高分辨率掃描。

▲SkyScan2214光錐耦合兩級放大

▲SkyScan系列產(chǎn)品標(biāo)配軟件包3D.Suite

定量分析軟件可實現(xiàn)：

• 孔隙率

• 比表面積

• 纖維直徑分布

• 局部孔徑分布

• 纖維取向

▲復(fù)合材料纖維取向

利用三維X射線顯微鏡,，獲取材料三維結(jié)構(gòu)圖像,，結(jié)合配套的專業(yè)分析軟件，就可以突破二維空間的限制,，打開3D甚至是4D研究領(lǐng)域的大門,。