物理科技生物学-PHYICA

适用于武汉十七中教室门N95口罩的可更换、更高效的过滤器

纳米技术 2022-04-05 23:58:09

美国化学学会 如上图所示,附在N95口罩上的可更换纳米多孔膜过滤掉SARS-CoV-2(紫色圆圈)大小的颗粒,只允许清洁空气(蓝色圆圈)通过

学分:ACS Nano 2020,DOI: 10

1021/acsnano

0c03976 自新冠肺炎疫情爆发以来,世界范围内口罩短缺——尤其是医护人员佩戴的N95口罩

虽然这些覆盖物提供了目前可获得的最高水平的保护,但是它们有局限性

现在,《美国化学学会纳米》杂志的研究人员已经开发出一种薄膜,可以附着在普通的N95口罩上,并在需要时更换

该过滤器的孔径比普通N95口罩小,有可能阻挡更多的病毒颗粒

N95口罩过滤约85%小于300纳米的颗粒

SARS-CoV-2(导致新冠肺炎的冠状病毒)的大小在65-125纳米之间,因此一些病毒颗粒可能会穿过这些覆盖物

此外,由于短缺,许多医护人员不得不反复佩戴同样的N95口罩,尽管它们是一次性使用的

为了帮助克服这些问题,穆罕默德·穆斯塔法·侯赛因和他的同事们希望开发一种薄膜,能够更有效地过滤SARS-CoV-2大小的颗粒,并且可以在每次使用后在N95口罩上更换

为了制造这种膜,研究人员首先使用光刻和化学蚀刻技术开发了一种硅基多孔模板

他们把模板放在聚酰亚胺薄膜上,用一种叫做反应离子蚀刻的方法在薄膜上制作孔,孔的尺寸从5-55纳米不等

然后,他们剥下薄膜,薄膜可以贴在N95口罩上

为了确保纳米多孔膜是可呼吸的,研究人员测量了通过孔的气流速度

他们发现,对于小于60纳米(换句话说,小于SARS-CoV-2)的毛孔,毛孔之间最大距离需要达到330纳米,才能获得良好的透气性

疏水膜还能自我清洁,因为水滴会从上面滑落,防止毛孔被病毒和其他颗粒堵塞

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