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科學(xué)研究：可消除病原體的鈦酸鹽納米線口罩

來(lái)源：環(huán)球科學(xué)

發(fā)布時(shí)間：2021-06-15

瀏覽次數(shù)：1096

科學(xué)研究：可消除病原體的鈦酸鹽納米線口罩

圖片來(lái)源：Swoxid SA

由氧化鈦納米線制成的過濾“紙”能夠捕獲病原體，并用光摧毀它們。EPFL實(shí)驗(yàn)室的這一發(fā)現(xiàn)可用于個(gè)人防護(hù)設(shè)備以及通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)。

作為遏制COVID-19大流行的一種努力，使用口罩變得越來(lái)越具有強(qiáng)制性。雖然它們相對(duì)的效果已毋庸置疑，但就它們的廣泛使用性而言還存在一些缺陷，其中包括由多層無(wú)紡布聚丙烯塑料微纖維制成的一次性口罩對(duì)環(huán)境的影響。此外，它們也只是誘捕病原體，而不是摧毀它們。

“在醫(yī)院里，這些口罩被放在特殊的箱子里，被妥善處理，”EPFL復(fù)雜物質(zhì)物理實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人Laszlo Forro說，“然而，當(dāng)人們外出使用它們，把它們?nèi)舆M(jìn)敞口垃圾箱，甚至扔在街上時(shí)，他們就變成了新的污染源?！?/span>

Forro實(shí)驗(yàn)室的研究人員正致力于解決這個(gè)問題。問題的答案是一種由氧化鈦納米線制成的膜，它外觀類似濾紙，但具有抗菌和抗病毒特性。

他們的材料利用了二氧化鈦的光催化特性。當(dāng)暴露在紫外線輻射下時(shí)，纖維會(huì)將殘留的水分轉(zhuǎn)化為過氧化氫等氧化劑，而過氧化氫具有摧毀病原體的能力。Forró說：“由于我們的‘過濾器’非常善于吸收水分，它可以捕捉攜帶病毒和細(xì)菌的飛沫。這為氧化過程創(chuàng)造了有利的環(huán)境，這一過程是由光觸發(fā)的?！?/span>

圖片來(lái)源：Pixabay

研究人員的研究工作發(fā)表于近日的《先進(jìn)功能材料》上，這些實(shí)驗(yàn)證明了這種薄膜能在幾秒鐘內(nèi)摧毀大腸桿菌(一種生物醫(yī)學(xué)研究中的參照細(xì)菌)和DNA鏈。研究人員基于這些結(jié)果斷言，這一過程對(duì)包括SARS-CoV-2在內(nèi)的多種病毒同樣有效。這仍有待相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明。

他們的文章還指出，大規(guī)模生產(chǎn)這種膜是可行的:僅實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備每周就能生產(chǎn)高達(dá)200平方米的濾紙，每個(gè)月足以生產(chǎn)8萬(wàn)個(gè)口罩。此外，這些口罩還可以經(jīng)消毒并重復(fù)使用上千次。這將緩解短缺，并大大減少一次性外科口罩造成的浪費(fèi)。最后，在制造過程中，需要煅燒鈦酸納米線使其穩(wěn)定，防止納米顆粒被用戶吸入。

圖片來(lái)源：Pixabay

一家名為Swoxid的初創(chuàng)公司已經(jīng)準(zhǔn)備將這項(xiàng)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室引出。該文章的第一作者、Swoxid的聯(lián)合創(chuàng)始人Endre Horvath說:“這種膜還可以用于空氣處理應(yīng)用，如通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)以及個(gè)人防護(hù)設(shè)備?！?/div>

翻譯：曾欣欣

審校：董子晨曦

引進(jìn)來(lái)源：洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院

引進(jìn)鏈接：https://phys.org/news/2020-08-titanate-nanowire-mask-pathogens.html

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