Китайские ученые изобрели защитные маски нового поколения

Как сообщает журнал Nature Communications, в изобретении ученых Сычуаньского университета используется электростатическая сила. Принцип, по которому загрязненные частицы удерживаются фильтром, подобен тому, как пыль притягивалась к экрану старых телевизоров с электронно-лучевыми трубками.

В основе нового фильтра использована меланил-формальдегидная губка с тонкими порами. В качестве ионной жидкости выступили несколько ацетатов метилимидазола, которые смешали с разными жидкими полимерами, из которых ученые выделили наиболее эффективную пару. Смесь с полимерами была необходима для увеличения адгезии (сцепление поверхностей разнородных твердых и/или жидких тел) к губке, и потому, что гидрофильные полимеры хорошо притягивают мелкую пыль, которая сама по себе влажная, поскольку впитывает воду из атмосферы.

Полученную смесь нанесли на губку и протестировали. Оказалось, фильтр способен удерживать частицы больше микрона с эффективностью 98–99%, что соответствует уровню существующих аналогов. Однако фильтровать наночастицы (размером меньше микрона) ему удавалось значительно хуже – не более 36%. По этой причине изобретатели решили увеличить электростатическую силу фильтра, подав на него напряжение.

Ток сократил число неотфильтрованных крупных частиц в 3-6 раз, доведя итоговую эффективность до 99,7%. Также благодаря току фильтр стал значительно лучше улавливать наночастицы: при увеличении напряжения до 3-х вольт на губке осело 94% пыли диаметром меньше микрона. Кроме того, система не теряет эффективность, когда увеличивается скорость прохождения через нее воздуха. Причем фильтр можно повторно использовать после очистки.

Авторы предлагают использовать свое изобретение в качестве лицевой маски, полезной на фабриках и промышленных предприятиях. Она также отлично подойдет для защиты дыхательной системы в людных мегаполисах, где зашкаливает количество вредных выбросов от сжигания ископаемого топлива. Для питания нового респиратора нужна плоская батарея, и он несколько дороже существующих аналогов. Зато на его стороне эффективность, многоразовость и стабильность работы.

Подготовил Максим КОЗЛОВ

Фото из открытых интернет-источников, носит иллюстративный характер