帶電石墨烯過濾器可捕獲并殺死空氣中的微生物
據(jù)外媒New Atlas報(bào)道,經(jīng)空氣傳播的細(xì)菌和其他病原體可能是真正的危害,尤其是在醫(yī)院等環(huán)境中,F(xiàn)在,萊斯大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的由石墨烯泡沫制成的空氣濾清器,該濾清器可以用電流來殺死其捕獲的微生物。 該設(shè)備使用由萊斯大學(xué)此前開發(fā)的激光誘導(dǎo)石墨烯(LIG)制成。顧名思義,這種材料是通過用激光將聚酰亞胺薄片切成薄片,使其膨化成泡沫狀的石墨烯制成的。 在這種情況下,研究小組用激光切割機(jī)對聚酰亞胺的兩側(cè)進(jìn)行了噴砂處理,在中心留下了聚合物的薄晶格以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。通過使用不同的激光溫度,該團(tuán)隊(duì)可以將石墨烯纖維“起毛”到不同程度,從而在外部形成一個(gè)茂密的“森林”,并在內(nèi)部形成更小的互連薄片。 具有如此大的表面積使LIG成為空氣中細(xì)菌、真菌、孢子、病毒、內(nèi)毒素和其他生物污染物沉降的理想場所。當(dāng)他們這樣做時(shí),他們感到震驚。石墨烯是著名的電導(dǎo)體,而這種泡沫狀的LIG也不例外。一小電流流經(jīng)萊斯團(tuán)隊(duì)的過濾器,定期將其加熱到350°C(662°F),并殺死陷阱中捕獲的任何東西。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的說法,僅需幾秒鐘即可加熱和冷卻材料,并且耗電不多。 該團(tuán)隊(duì)在商業(yè)真空過濾系統(tǒng)中測試了新的過濾器設(shè)計(jì),該系統(tǒng)每分鐘循環(huán)通過10 L(2.6加侖)空氣。在該系統(tǒng)中對兩組LIG過濾器進(jìn)行了90個(gè)小時(shí)的測試-一組進(jìn)行了定期熱封和加熱,而另一組僅是被動(dòng)捕獲的微生物,沒有進(jìn)行任何自我消毒。 在測試結(jié)束時(shí),將兩組過濾器在促進(jìn)細(xì)菌生長的溫度下放置130小時(shí)。尚未過濾的對照過濾器顯示出正常的細(xì)菌生長水平,但已通電的對照過濾器則完全沒有細(xì)菌生長。 這并不是說過濾器沒有電氣化就無法發(fā)揮作用。在另一項(xiàng)測試中,研究小組在LIG過濾器的下游放置了一個(gè)膜,結(jié)果表明細(xì)菌在表面的生長不那么容易。這表明它們?nèi)匀缓茈y通過濾波器,因此仍可以用作無源濾波器。 |