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研究人员发现泡沫铜作为可重复使用的口罩和空气净化器的过滤器

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研究人员发现泡沫铜作为可重复使用的口罩和空气净化器的过滤器

2021/03/26 09:10
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  在COVID-19大流行期间,人们已经习惯于戴口罩,但很多覆盖物很脆弱,不易消毒。金属泡沫经久耐用,其小孔和大表面积表明它们可以有效过滤微生物。现在,研究人员在ACS的《Nano Letters》上报道,将纳米铜线转化为金属泡沫,可用于面罩和空气过滤系统。这种泡沫能有效过滤,容易去污,可重复使用,并可回收。下面就随上海劳保技术展一起来了解一下吧。

  当呼吸道感染者(如SARS-CoV-2)咳嗽或打喷嚏时,它们会向空气中释放小液滴和气溶胶颗粒。小于0.3μm的颗粒可以在空气中停留数小时,因此能够捕捉这些微小颗粒的材料是面罩和空气过滤器的理想选择。但现有的一些过滤材料也有缺点。例如,玻璃纤维、碳纳米管和聚丙烯纤维不够耐用,无法进行反复的去污程序,而有些材料进一步依赖静电,所以无法清洗,导致大量的浪费。

  上海劳保技术展了解到,最近,研究人员开发出了具有微孔的金属泡沫,这种金属泡沫更坚固,更耐变形、耐溶剂、耐高温高压,同时也足够耐用,可以去污和重复使用。研究人员通过采集电沉积的纳米铜线,并将其铸造成一个独立的3D网络,并通过加热固化形成强键,从而制造出金属泡沫。为了进一步加强材料的强度,还添加了第二个铜层。在测试中,铜泡沫在加压和高空气速度下仍能保持其形状,这表明它对于可重复使用的面罩或空气过滤器来说是耐用的,并且可以用洗涤或压缩空气进行清洁。

  研究小组发现,金属泡沫对0.1-1.6μm大小范围内的颗粒有很好的过滤效率,这与过滤SARS-CoV-2有关。他们最有效的材料是2.5毫米厚的版本,其中铜占了15%的体积。这种泡沫具有很大的表面积,可以捕获97%的0.1-0.4μm气溶盐颗粒,而这些颗粒通常用于面罩测试。根据该团队的计算,他们的泡沫的透气性一般与市售的聚丙烯N95面罩相当。

  研究人员说,由于新材料是铜基的,过滤器应该可以抵抗清洁剂,允许许多消毒选择,其抗菌特性将有助于杀死被困的细菌和病毒。此外,它们还可以回收利用。研究人员估计,目前这种材料每个面罩的成本约为2美元,而消毒和重复使用将延长其使用寿命,使其在经济上与现有产品具有竞争力。

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