在常温环境下细菌、病毒或有毒物质以超细颗粒物如PM0.3为载体广泛传播,危害公众健康;此外,工业高温废气对环境造成严重污染。为了人民的健康和环境的优化,亟需构建可同时应用在含有细菌的常温源和高温源的过滤膜。目前大多数过滤膜存在过滤耐久性差、产业化进程慢等技术瓶颈。针对上述问题,武汉纺织大学徐卫林院士团队采用离心纺丝技术在不需要外加电场的情况下,使得聚酰亚胺在纺丝过程中自发地获得极化分子结构,并在所形成的纤维毡表面产生超强自持静电力,并通过原位生长银纳米粒子赋予其抗菌性能,实现了抗菌及长效过滤,同时这项技术也实现了过滤膜的宏量制备。相关工作以“Heat-Resistant Air Filters Based on Self-Sustained Electrostatic and Antibacterial Polyimide/Silver Fiber Mats”发表在《Advanced Functional Materials》。论文的共同第一作者为武汉纺织大学吕佩博士和武汉纺织大学2023级硕士研究生居郑,徐卫林院士与刘欣教授为论文的共同通讯作者。
图1. 基于离心纺丝聚酰亚胺/银纳米粒子纤维毡的制备及其强静电效应
图2. 聚酰亚胺及其银纳米粒子复合纤维毡的形貌和物化性质分析
总结:作者采用离心纺丝技术制备了具有超强自持静电力的分子极化聚酰亚胺纤维,并在其表面原位生长银纳米粒子赋予其抗菌特性。由于自持静电力的作用,该抗菌耐高温纤维毡在保证低压降的同时具备较高PM0.3过滤效率。这项工作为大规模、连续化制备多功能高效空气过滤纤维材料提供了新思路。
原文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202400685
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