SBIR Phase I: COVID-19-impermeable high-performance porous coatings for respiratory personal protective equipment

SBIR 第一阶段:用于呼吸个人防护设备的 COVID-19 不渗透高性能多孔涂层

基本信息

  • 批准号:
    2034453
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-01 至 2022-01-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) project encompasses development new coatings for face masks and filtration pieces for N95-grade respirators. The outer layer will repel the viral particles while the inner layer will adsorb moisture, making the mask comfortable for wear and assisting with social distancing compliance during the COVID-19 pandemic. The coatings are efficient in their function, provide reliable protection, and are durable. This technology is also highly promising for applications in other types of personal protective equipment such as gowns, drapes, medical aprons, as well as coatings on disposable medical devices. Apart from the medical sector, this platform has potential advantages for other goods, pharmaceutical formulations, and personal care products. This SBIR Phase I project proposes to develop innovative formulations for deposition of high-performance superhydrophobic and superhydrophilic coatings on textile surfaces for personal protective equipment. The technical innovation is fabrication of novel dendritic polymer particles with extraordinary high surface area and unusually strong adhesivity. The soft dendritic colloids are formed when a polymer solution is injected into turbulently sheared anti-solvent medium. Random stretching of the polymer solution droplets by the turbulent anti-solvent flow causes the polymer to precipitate in the form of soft dendritic structures. The critical technical hurdle is scaling manufacturing of large volumes of soft dendritic particles with fractal morphology. Technical objectives are: 1) develop an efficient liquid-based process for soft dendritic colloids fabrication on a bench scale; and 2) characterize textiles coated with the new formulations using a series of morphological, filtration efficiency, and breathability tests.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该小企业创新研究 (SBIR) 项目的更广泛影响/商业潜力包括开发新的口罩涂层和 N95 级呼吸器的过滤件。外层将排斥病毒颗粒,而内层将吸收水分,使口罩佩戴舒适,并有助于在 COVID-19 大流行期间遵守社交距离规定。这些涂层功能高效、提供可靠的保护且耐用。该技术在其他类型的个人防护设备(例如手术服、手术单、医用围裙以及一次性医疗设备涂层)中的应用也非常有前景。除医疗领域外,该平台在其他商品、药品配方和个人护理产品方面也具有潜在优势。该 SBIR 第一阶段项目提议开发创新配方,用于在个人防护设备的纺织品表面沉积高性能超疏水和超亲水涂层。技术创新在于制造具有极高表面积和异常强粘附力的新型树枝状聚合物颗粒。当将聚合物溶液注入湍流剪切的反溶剂介质中时,形成柔软的树枝状胶体。湍流反溶剂流对聚合物溶液液滴的随机拉伸导致聚合物以软树枝状结构的形式沉淀。关键的技术障碍是大规模生产具有分形形态的软树枝状颗粒。技术目标是:1)开发一种高效的液体基工艺,用于小批量制造软树枝状胶体; 2) 使用一系列形态、过滤效率和透气性测试来表征涂有新配方的纺织品。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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