Novel Air Filter Captures Wide Variety Of Pollutants

Ponovno objavil Platon

Spremljevalci: 0

čiščenje zraka-menjava filtra — Tipični visoko učinkoviti zračni filtri za delce, kot so filtri HEPA, lahko zajamejo majhne delce, ne morejo pa zajeti molekul plina.

Zračni filter, izdelan iz koruznih beljakovin namesto iz naftnih derivatov, lahko hkrati zajame majhne delce in strupene kemikalije, kot je formaldehid, ki jih trenutni zračni filtri ne morejo, glede na skupino, ki stoji za njim.

Raziskava bi lahko vodila do boljših čistilcev zraka, zlasti v regijah sveta, kjer je kakovost zraka zelo slaba. Inženirji Washington State University poročajo o zasnovi in preskusih materialov za ta biološki filter v reviji Tehnologija ločevanja in čiščenja.

"Delcev ni tako zahtevno filtrirati, ampak sočasno zajemanje različnih vrst kemičnih plinskih molekul, kar je bolj pomembno," je dejala Katie Zhong, profesorica na WSU School of Mechanical and Materials Engineering in ustrezni avtor prispevka. "Ti materiali za filtriranje zraka na osnovi beljakovin bi morali biti zelo obetavni za zajemanje več vrst onesnaževal zraka."

Slaba kakovost zraka je dejavnik pri boleznih, kot so astma, bolezni srca in pljučni rak. Komercialni čistilci zraka odstranijo drobne delce v sajah, dimu ali izpušnih plinih avtomobilov, ki bi jih lahko vdihnili neposredno v pljuča, vendar onesnažen zrak pogosto vsebuje tudi druge nevarne plinaste molekule, kot so ogljikov monoksid, formaldehid in druge hlapne organske spojine.

Z mikronskimi porami lahko tipični visoko učinkoviti zračni filtri za delce, znani tudi kot filtri HEPA, zajamejo majhne delce, ne morejo pa zajeti plinastih molekul. Najpogosteje so narejeni iz naftnih derivatov in stekla, kar vodi do sekundarnega onesnaženja, ko se stari filtri zavržejo, je dejal Zhong.

Raziskovalci WSU so razvili okolju prijaznejši zračni filter iz vlaken koruznih beljakovin, ki je lahko hkrati zajel 99.5 % majhnih delcev, podobno kot komercialni filtri HEPA, in 87 % formaldehida, kar je več kot posebej zasnovani zračni filtri za te vrste strupov.

Raziskovalci so za preučevanje izbrali koruzo zaradi njenega izobilja kot kmetijskega proizvoda v ZDA. Koruzni protein je tudi hidrofoben, kar pomeni, da odbija vodo in bi lahko dobro deloval v vlažnem okolju, na primer v maski.

Aminokisline v koruznih beljakovinah so znane kot funkcionalne skupine. Ko so te funkcionalne skupine izpostavljene površini proteina, delujejo kot več rok, ki grabijo strupene kemične molekule. Raziskovalci so to dokazali z izpostavitvijo funkcionalne skupine na površini proteina, kjer je zgrabila formaldehid. Teoretizirajo, da bi lahko nadaljnja preureditev proteinov razvila lovkam podoben niz funkcionalnih skupin, ki bi lahko zgrabile različne kemikalije iz zraka.

"Glede na mehanizem je zelo razumno pričakovati, da bi ta zračni filter na osnovi beljakovin lahko zajel več vrst strupenih kemičnih molekul," je dejal Zhong.

Tridimenzionalna struktura, ki so jo razvili, ponuja tudi več obljub za preprosto proizvodno metodo kot tanki filmi beljakovin, ki jih je raziskovalna skupina razvila prej. Uporabili so majhno količino kemikalije, polivinil alkohola, da so nanovlakna zlepili skupaj v lahek material, podoben peni.

"To delo zagotavlja novo pot do izdelave okolju prijaznih in večnamenskih zračnih filtrov iz bogate naravne biomase," je dejal Zhong. "Verjamem, da je ta tehnologija zelo pomembna za zdravje ljudi in naše okolje, zato bi jo bilo treba komercializirati."

Raziskovalci bi radi opravili več testiranj, vključno z uporabo različnih struktur funkcionalnih skupin in drugih strupenih kemičnih molekul. Poleg Zhonga so delo vodili še podiplomski študent Shengnan Lin, Ming Luo, docent Flaherty na šoli za strojništvo in inženirstvo materialov WSU ter podoktorski sodelavec Xuewei Fu. Delo je financiralo Ministrstvo za kmetijstvo ZDA Sun Grant.