防霧霾利器——更輕，更薄，過濾效果更好的纖維材料

材料牛注：科學家研發出一種新的過濾材料，超輕透明且過濾效果很好，看來防霧霾有救了。更讓人激動的是，這種材料應用可不只限于空氣過濾，在醫學，生物研究以及工業生產等領域都將大有作為。

俄羅斯科學院理論與實驗生物研究所的研究團隊已經合成出一種可用于保護呼吸器官、分析研究和其他用途的理想材料。它主要由直徑小于15納米的尼龍纖維制得，且具有超輕(10-20 mg/m²)，近乎透明（95%的透光度），對空氣流動阻力低以及能夠攔截極細小顆粒（小于1微米）等特點，在性能上它完美擊敗同類材料。

“納米纖維”可不只是文章中的流行語。該團隊在之前的研究中發現將直徑從200納米減少到20納米，氣流阻力可減少三分之二。而當障礙物尺寸小于氣體分子自由程時，基于連續介質理論的阻力推測公式不再適用（當障礙物顆粒尺寸大于氣體分子自由程，我們將這樣的自由氣流看做連續介質）。

值得一提的是研究人員是通過靜電紡絲技術來生產這種納米纖維的，該技術是通過電場作用從特殊噴嘴中噴射溶解的聚合物，同時在相反一側用電噴射噴出酒精，由于兩者帶有相反電荷，因此在空氣中碰撞時會形成超薄纖維膜。與以前的靜電紡絲技術相比，此次研究人員做出了重要改進，他們不再是在基片處剝離濾膜而是直接在不導電的聚碳酸酯屏上的孔洞（55mm）處獲得覆蓋其孔洞的過濾膜。

尼龍-4,6的測試結果表明該靜電膜輕若無物且可攔截空氣中至少98%的塵埃顆粒。科學家們為測試所選用的顆粒直徑約0.2到0.3微米，大致對應那些不通過鼻咽或者肺部而引起醫療隱患的微塵。這些顆粒也用于測試工業和醫療過濾器。同時，科研人員還測試了它對空氣流動的阻力。

實驗測量氣流阻力的樣品目前只是單層膜。在實際的過濾器中，常用具有復雜結構的多層膜。該實驗表明，尼龍-4,6過濾材料的性能擊敗了先前所有同類型材料。在過濾器的重量比和對氣流阻力的方面，新的過濾材料也多次擊敗相等當量現有材料。

在討論該材料潛在應用價值時，科學家們認為它當然不僅僅只是空氣和水的凈化器。因為該材料優越的透明性（優于玻璃），它可以在生物研究中使用。例如，通過新的過濾器用泵輸送空氣或水后，可直接在顯微鏡下觀察透明濾波器所截獲的微生物。

該研究成果已發表于European Polymer Journal。

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感謝材料人網劉萍提供素材。