新型納米纖維過濾器：空氣和光“放行”，微粒和紫外線“禁行”

材料牛注：近日，新加坡國立大學研發出的一種新型納米纖維過濾器，能有效阻隔大部分小顆粒，同時還能讓空氣流通，并且能在不減少自然光的條件下阻擋紫外線，應用前景廣泛。

當預報大氣污染預警時，人們通常被建議待在室內，但污濁的空氣仍然會進入室內。然而，新加坡國立大學（NUS）最近研發出一種新的納米纖維溶液，基于其制備的過濾器可讓深受大氣污染影響的人們更放心地呼吸。此種空氣過濾器可以阻隔大部分小顆粒，同時還能讓空氣流通，并且能在不減少自然光的條件下阻擋紫外線。

為了開發這種新材料，研發團隊首先制備了一種化合物中的有機分子-酞菁。這些分子形成一種納米纖維狀結構，當溶液分散在無紡網上時，纖維緊貼材料，接著一旦干燥后就形成薄的透明板材。相對容易的制備技術也能降低成本和能源使用。

納米纖維材料制成的空氣過濾器均被證實可阻隔90%的直徑2.5微米以下的顆粒，即PM2.5，其被認為對人體健康危害最大。對于一個給定空氣過濾器的使用分析，設計者表示仍有空間對材料配方進行調整，從而使其效率更高——有助于此薄膜趕上其他系統，達到99%的過濾效率。

當過濾器阻隔粒子進入時，顯然也能同時更好地讓空氣通過。據研發團隊的說法，使用這種新材料制成的呼吸器具有比現有產品高出2.5倍的透氣性。

該研究的首席研究員Tan Swee Ching說，“大氣污染對健康構成了嚴重的威脅。因此，采用經濟有效的空氣過濾技術勢在必行。目前，用于空氣過濾器的大多數納米纖維屬于能源密集型生產，同時需要專門的生產設備。我們的團隊已經開發出一種簡單，快速廉價的方法來生產高品質的空氣過濾器，其能有效地過濾有害粒子，進一步提高室內空氣質量，增強空氣流通并且減少有害的紫外線。”

由于該材料是透明的，研究人員說這種過濾器能方便地安裝到門窗上，居民可以預留一個窗口，既能讓微風吹入，同時仍然能夠阻隔大氣污染。該系統具有友好的選擇性，在隔絕紫外線的同時讓自然光充滿房間。

“高效空氣過濾器通常需要多層超細纖維或納米纖維，從而限制了其透明度，因此，它們不適合裝配在建筑的門窗中，”Tan說，“采用我們方法研發的透明空氣過濾器我們的方法在改善室內空氣質量方面具有頗具前景的應用，尤其是對于那些霧霾頻發或大氣高污染的國家來說用處更大。雖然提高過濾效率將導致空氣流量的權衡，我們空氣過濾器的整體性能仍然優于商業口罩。”

研發團隊的下一步工作是在過濾器中加入抗菌功能，并尋求商業化的制備技術，對此其已經申請了專利。

原文鏈接：Nanofiber filter lets through air and light, but blocks particles and UV rays.

文獻鏈接：NUS Engineering team develops novel nanofibre solution for clean, fresh air.

本文由材料人編輯部丁菲菲提供素材，趙雨農編譯，朱曉秀審核，點我加入材料人編輯部。

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