从左至右：索尼知识产权服务公司矢藤有希、索尼集团公司儀我有子、索尼知识产权服务公司田畑誠一郎和山之井俊
Triporous™ 是一种由稻壳制成的天然多孔碳材料，由索尼公司研发。得益于其独特的微观结构，该材料不仅能吸附比传统活性炭更广泛的物质，还具备除臭和抗菌性能。目前，其应用范围已扩展至服装、空气和水净化以及 PFAS* 治理等多个领域。
今年6月，索尼与住友商事共同提交的提案入选了日本环境省2025财年补充预算 “降低PFOS和PFOA浓度技术示范项目”。为此，我们采访了来自索尼知识产权
服务公司和索尼集团公司的四位Triporous项目的成员，探讨了开发Triporous的初衷、已有应用案例以及未来前景。
*PFAS是全氟烷基和多氟烷基物质的统称，属于一类有机氟化合物。PFOS（全氟辛烷磺酸）是PFAS中的一种。
助力循环经济的可持续材料
Triporous的起源可追溯至2007年。当时，研发团队成员田畑正在开展利用剩余生物质作为原料生产电池电极的研发工作。他关注到稻壳中富含的二氧化硅（玻璃的主要成分），并成功开发出一种具有独特多孔结构的新型碳材料。后续研究表明，这种材料具有出色的吸附性能， Triporous由此诞生。
Triporous具有大量与传统活性炭尺寸不同的孔隙，包括直径约为2纳米的微孔、2至50纳米的中孔，以及大于50纳米、以约1微米为主的大孔的大孔。参与Triporous开发的山之井解释了其独特特性： “这些不同类型的孔隙均存在于同一种材料中，尤其是中孔和大孔起到物质通道的作用，使物质能在Triporous的颗粒内部快速扩散。因此，Triporous能够轻松吸附大型有机分子，甚至连传统活性炭难以捕获的病毒也能吸附。此外，这种吸附速度比活性炭更快，对病毒和细菌的去除率已超过99%。”
Triporous™吸附与捕集示意图
Triporous 以稻壳为原料生产，而稻壳在全球范围内产量巨大——仅日本每年就约有 200 万公吨，全球每年则超过 1 亿公吨。由于每公吨稻壳可生产约 100 公斤 Triporous，回收利用这一丰富的生物质资源有助于实现环保的循环经济。
此外，与将同等数量的稻壳作为废弃物焚烧相比，将其用于生产 Triporous 能够显著减少温室气体和 PM2.5 的排放。因此，这一工艺也有望助力改善空气质量、减缓气候变化。
Triporous循环示意图：水稻通过光合作用生长、产生稻壳，，稻壳再被转化为Triporous
从服装到PFAS治理，应用不断拓展
Triporous可根据不同用途调整形态和粒径。凭借出色的吸附性能， Triporous已被应用于多个领域的多种产品中，包括服装行业的除臭和抗菌纺织品、水净化领域的过滤系统、暖通空调行业的空气过滤器，以及医疗保健领域的清洁剂。
在服装行业，Triporous已被融入纺织品中，用于开发具有除臭、抗菌和抗病毒性能的产品。该材料的细微孔隙能快速吸附产生异味的分子，而较大的孔隙则有助于抑制细菌和病毒在织物表面的扩散。目前，包括三宅一生（ISSEY MIYAKE）、STYLEM IMABARI KINSEI、Aswan和KOKUYO在内的越来越多的企业正在开发采用Triporous技术的产品。相关应用已拓展至手帕、地毯、办公家具等日常生活用品，并已有多款产品上市。
三宅一生（左）
STYLEM IMABARI KINSEI（右）
Aswan（左） KOKUYO（右）
采用Triporous等纤维的各公司产品示例 *KOKUYO的产品仅在部分选定的家具面料中使用Triporous纤维。
“在探索Triporous的潜在应用并向各行业介绍其独特特性时，我们有幸结识了服装和护肤行业的从业者。这些联系最终促成了如此丰富多样的产品开发，”市场营销团队成员儀我表示。“如今，Triporous的应用已从日本走向全球，被用于多个国家和地区的服装及护肤产品中。。”
尽管Triporous由索尼开发，但若没有合作伙伴协助探索应用场景并开拓销售渠道，就不可能将其应用于如此广泛的产品中。通过开放式创新，将Triporous与合作伙伴的专业技术相结合，该材料的潜在应用范围得到了显著拓展。
在此过程中，最重要的突破之一是在保留Triporous特有孔结构的前提下，将其融入纤维之中。回顾这一过程，山之井解释道：“找到一种能够与Triporous共同制成纤维、又不会破坏其孔隙结构的合适材料，以及确定Triporous的最佳添加比例等复合条件，同时保持纤维强度及其他性能，都极具挑战性。”为解决这些问题，索尼与合作伙伴公司密切合作，共同探索合适的材料加工和制造条件。团队反复评估原型样品的性能和强度并持续改进，最终成功研制出了具备实用性、达到商业化品质要求的产品。山之井进一步解释道：“即使纤维开发完成，我们仍需根据行业指南和标准对除臭、抗菌等性能进行分类。这一过程也为我们提供了一个宝贵的机会，让我们深入了解了索尼此前经验有限领域的规则、法规和评估方法，进一步拓展了我们的专业知识。”
Triporous另一个受到关注的应用方向，是治理全氟和多氟烷基物质（PFAS）污染。PFAS曾广泛应用于服装、炊具和建筑材料等各个领域，但部分PFAS可能对人体健康和环境造成影响，因此也引发了人们对饮用水安全的担忧。。研究表明，得益于其独特的孔隙结构，Triporous 能够比传统活性炭更快、更有效地吸附更广泛的 PFAS 化合物，使其成为 PFAS 修复领域极具前景的解决方案。
Triporous应用于PFAS治理的重要转折点出现在2021年。当时，团队在日本产业技术综合研究所（AIST）主办的“全氟和多氟烷基物质分析与治理联盟（CAR-PFAS Japan）”中开展交流，并由此获得了由AIST和瑞典厄勒布鲁大学联合评估Triporous性能的机会。评估测试了Triporous对25种PFAS的吸附性能。在与日本市场上15种商用吸附剂的对比中，Triporous表现出最高的吸附性能。目前，多家机构正在进一步验证这一结果。
自2024年以来，众多专家还评估了Triporous从日本各类水环境（包括河流和地下水）中去除PFAS的能力。这些研究数据表明，即使在废水、地下水和土壤等PFAS与其他有机物共存的复杂环境中，Triporous仍能保持出色的吸附性能。田畑表示：“实际环境与实验室规模实验中假设的条件存在许多差异；天气和地理位置等因素会影响PFAS的浓度和组成，以及滤芯所需的更换频率。应对PFAS是一个相对较新的社会课题，我们希望继续与专家们密切合作，灵活探索将Triporous应用于解决这一问题的各种途径。”
多摩地区PFAS示范测试（水龙头流出的地下水通过右侧的Triporous滤芯装置进行过滤，以去除PFAS）
助力应对全球PFAS问题
PFAS污染已成为日本各地乃至世界其他地区日益严峻的问题。为此，各方正致力于通过在实际条件下验证有前景的解决方案，以建立有效的修复技术。作为其中一项，Triporous入选日本环境省赞助的示范项目并接受测试。项目将使用Triporous此前未处理过的高浓度PFAS水样，对其处理效果进行评估。同时，项目还将致力于开发相关处理技术，使Triporous能够集成到现有的处理系统中，让现有设施无需大幅改造即可用于PFAS治理。。
展望未来，Triporous项目负责人矢藤表示：“迄今为止，我们主要致力于拓展Triporous的应用范围。今后，我们将更加侧重于水净化和PFAS治理。”
若Triporous的有效性在日本环境省的示范项目中得到验证，将有望加快PFAS治理方案在日本及其他国家和地区的应用。索尼也将继续推动Triporous的社会应用，助力应对日本乃至全球的PFAS问题。
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矢藤有希
索尼知识产权服务公司 执行办公室
曾从事专利申请及确权、通信与网络技术开发及相关业务活动，并在知识产权分析和新业务开拓方面担任领导职务。自2017年起全面负责Triporous项目。
田畑誠一郎
索尼知识产权服务公司 Triporous团队
曾从事电池材料研发工作，并在该过程中开发了Triporous。目前正利用Triporous推动开放式创新举措，以解决包括PFAS在内的社会问题。
山之井俊
索尼知识产权服务公司 Triporous团队
曾从事电池材料研发工作，自2015年起参与Triporous的业务开发。目前负责与各类合作伙伴开展合作，并推进Triporous的产品开发和销售推广工作。
儀我有子
索尼集团公司业务开发部
以机械工程师身份加入索尼，后转入产品企划部门，负责新业务和新产品的开发。自2024年起参与Triporous的市场推广工作。
