新型纳米纤维过滤器：空气和光“放行”，微粒和紫外线“禁行”

材料牛注：近日，新加坡国立大学研发出的一种新型纳米纤维过滤器，能有效阻隔大部分小颗粒，同时还能让空气流通，并且能在不减少自然光的条件下阻挡紫外线，应用前景广泛。

当预报大气污染预警时，人们通常被建议待在室内，但污浊的空气仍然会进入室内。然而，新加坡国立大学（NUS）最近研发出一种新的纳米纤维溶液，基于其制备的过滤器可让深受大气污染影响的人们更放心地呼吸。此种空气过滤器可以阻隔大部分小颗粒，同时还能让空气流通，并且能在不减少自然光的条件下阻挡紫外线。

为了开发这种新材料，研发团队首先制备了一种化合物中的有机分子-酞菁。这些分子形成一种纳米纤维状结构，当溶液分散在无纺网上时，纤维紧贴材料，接着一旦干燥后就形成薄的透明板材。相对容易的制备技术也能降低成本和能源使用。

纳米纤维材料制成的空气过滤器均被证实可阻隔90%的直径2.5微米以下的颗粒，即PM2.5，其被认为对人体健康危害最大。对于一个给定空气过滤器的使用分析，设计者表示仍有空间对材料配方进行调整，从而使其效率更高——有助于此薄膜赶上其他系统，达到99%的过滤效率。

当过滤器阻隔粒子进入时，显然也能同时更好地让空气通过。据研发团队的说法，使用这种新材料制成的呼吸器具有比现有产品高出2.5倍的透气性。

该研究的首席研究员Tan Swee Ching说，“大气污染对健康构成了严重的威胁。因此，采用经济有效的空气过滤技术势在必行。目前，用于空气过滤器的大多数纳米纤维属于能源密集型生产，同时需要专门的生产设备。我们的团队已经开发出一种简单，快速廉价的方法来生产高品质的空气过滤器，其能有效地过滤有害粒子，进一步提高室内空气质量，增强空气流通并且减少有害的紫外线。”

由于该材料是透明的，研究人员说这种过滤器能方便地安装到门窗上，居民可以预留一个窗口，既能让微风吹入，同时仍然能够阻隔大气污染。该系统具有友好的选择性，在隔绝紫外线的同时让自然光充满房间。

“高效空气过滤器通常需要多层超细纤维或纳米纤维，从而限制了其透明度，因此，它们不适合装配在建筑的门窗中，”Tan说，“采用我们方法研发的透明空气过滤器我们的方法在改善室内空气质量方面具有颇具前景的应用，尤其是对于那些雾霾频发或大气高污染的国家来说用处更大。虽然提高过滤效率将导致空气流量的权衡，我们空气过滤器的整体性能仍然优于商业口罩。”

研发团队的下一步工作是在过滤器中加入抗菌功能，并寻求商业化的制备技术，对此其已经申请了专利。

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

文献链接：NUS Engineering team develops novel nanofibre solution for clean, fresh air.

本文由材料人编辑部丁菲菲提供素材，赵雨农编译，朱晓秀审核，点我加入材料人编辑部。

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