Исследователи обнаружили, что пенопласт из меди может служить фильтром для многоразовых масок и очистителей воздуха.
2025-12-18
Во время пандемии COVID-19 люди привыкли носить маски, однако многие из них являются хрупкими и их сложно дезинфицировать. Металлические пены долговечны, а их крошечные поры и большая площадь поверхности позволяют эффективно фильтровать микроорганизмы. Теперь исследователи сообщают в журнале ACS Nano Letters, что преобразование медных нанопроволок в металлические пены может быть использовано для изготовления масок для лица и систем фильтрации воздуха. Эта пена эффективно фильтрует, легко дезинфицируется, подходит для повторного использования и переработки. Давайте рассмотрим это подробнее на выставке технологий охраны труда в Шанхае.
Когда люди с респираторными инфекциями (такими как SARS-CoV-2) кашляют или чихают, они выделяют в воздух мелкие капли и аэрозольные частицы. Частицы размером менее 0,3 мкм могут оставаться в воздухе в течение нескольких часов, поэтому материалы, способные улавливать эти мельчайшие частицы, идеально подходят для изготовления масок и воздушных фильтров. Однако некоторые существующие фильтрующие материалы также имеют недостатки. Например, стекловолокно, углеродные нанотрубки и полипропиленовые волокна не обладают достаточной прочностью, чтобы выдерживать многократные процедуры дезинфекции. Кроме того, некоторые материалы в значительной степени зависят от электростатических свойств, что делает их не поддающимися стирке и приводит к образованию значительного количества отходов.
На выставке технологий охраны труда в Шанхае стало известно, что исследователи недавно разработали металлическую пену с микропорами. Эта металлическая пена более прочная, устойчивая к деформации, растворителям, высоким температурам и давлению, а также достаточно прочная для дезактивации и повторного использования. Исследователи изготовили металлическую пену, собрав электроосажденные медные нанопроволоки, отливая их в самонесущую 3D-сеть и формируя прочные связи посредством термоотверждения. Для дальнейшего повышения прочности материала был добавлен второй слой меди. Испытания показали, что медная пена сохраняет свою форму под давлением и при высокой скорости воздушного потока, что указывает на ее пригодность для изготовления прочных многоразовых масок или воздушных фильтров, которые можно очищать путем промывки или сжатого воздуха.
Исследовательская группа обнаружила, что металлические пены демонстрируют отличную эффективность фильтрации частиц размером от 0,1 до 1,6 микрометра, что актуально для фильтрации SARS-CoV-2. Наиболее эффективным материалом оказалась версия толщиной 2,5 миллиметра, содержащая 15% меди по объему. Эта пена обладает значительной площадью поверхности, способной улавливать 97% аэрозольных частиц размером 0,1-0,4 микрометра, которые обычно используются при тестировании масок. По расчетам группы, воздухопроницаемость их пены в целом соответствует воздухопроницаемости имеющихся в продаже полипропиленовых масок N95.
Исследователи утверждают, что, поскольку новый материал основан на меди, фильтры должны быть устойчивы к чистящим средствам, что позволяет использовать различные варианты дезинфекции. Их антимикробные свойства помогут устранить задержанные бактерии и вирусы. Кроме того, они могут быть переработаны. Исследователи оценивают текущую стоимость материала примерно в 2 доллара за маску, а дезинфекция и повторное использование продлевают срок его службы, что делает его экономически конкурентоспособным по сравнению с существующими продуктами.
Вышеуказанная информация предоставлена редакцией Шанхайской выставки технологий охраны труда. Если вы заинтересованы, приглашаем вас посетить выставку, чтобы узнать больше о развитии отрасли.
