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  科學(xué)家研發(fā)出一種新的過(guò)濾材料，超輕透明且過(guò)濾效果很好，看來(lái)防霧霾有救了。更讓人激動(dòng)的是，這種材料應(yīng)用可不只限于空氣過(guò)濾，在醫(yī)學(xué)，生物研究以及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都將大有作為。

  俄羅斯科學(xué)院理論與實(shí)驗(yàn)生物研究所的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)合成出一種可用于保護(hù)呼吸器官、分析研究和其他用途的理想材料。它主要由直徑小于15納米的尼龍纖維制得，且具有超輕(10-20 mg/m2)，近乎透明（95%的透光度），對(duì)空氣流動(dòng)阻力低以及能夠攔截極細(xì)小顆粒（小于1微米）等特點(diǎn)，在性能上它完美擊敗同類(lèi)材料。

  “納米纖維”可不只是文章中的流行語(yǔ)。該團(tuán)隊(duì)在之前的研究中發(fā)現(xiàn)將直徑從200納米減少到20納米，氣流阻力可減少三分之二。而當(dāng)障礙物尺寸小于氣體分子自由程時(shí)，基于連續(xù)介質(zhì)理論的阻力推測(cè)公式不再適用（當(dāng)障礙物顆粒尺寸大于氣體分子自由程，我們將這樣的自由氣流看做連續(xù)介質(zhì)）。

  值得一提的是研究人員是通過(guò)靜電紡絲技術(shù)來(lái)生產(chǎn)這種納米纖維的，該技術(shù)是通過(guò)電場(chǎng)作用從特殊噴嘴中噴射溶解的聚合物，同時(shí)在相反一側(cè)用電噴射噴出酒精，由于兩者帶有相反電荷，因此在空氣中碰撞時(shí)會(huì)形成超薄纖維膜。與以前的靜電紡絲技術(shù)相比，此次研究人員做出了重要改進(jìn)，他們不再是在基片處剝離濾膜而是直接在不導(dǎo)電的聚碳酸酯屏上的孔洞（55mm）處獲得覆蓋其孔洞的過(guò)濾膜。

  尼龍-4,6的測(cè)試結(jié)果表明該靜電膜輕若無(wú)物且可攔截空氣中至少98%的塵埃顆粒。科學(xué)家們?yōu)闇y(cè)試所選用的顆粒直徑約0.2到0.3微米，大致對(duì)應(yīng)那些不通過(guò)鼻咽或者肺部而引起醫(yī)療隱患的微塵。這些顆粒也用于測(cè)試工業(yè)和醫(yī)療過(guò)濾器。同時(shí)，科研人員還測(cè)試了它對(duì)空氣流動(dòng)的阻力。

  實(shí)驗(yàn)測(cè)量氣流阻力的樣品目前只是單層膜。在實(shí)際的過(guò)濾器中，常用具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多層膜。該實(shí)驗(yàn)表明，尼龍-4,6過(guò)濾材料的性能擊敗了先前所有同類(lèi)型材料。在過(guò)濾器的重量比和對(duì)氣流阻力的方面，新的過(guò)濾材料也多次擊敗相等當(dāng)量現(xiàn)有材料。

  在討論該材料潛在應(yīng)用價(jià)值時(shí)，科學(xué)家們認(rèn)為它當(dāng)然不僅僅只是空氣和水的凈化器。因?yàn)樵摬牧蟽?yōu)越的透明性（優(yōu)于玻璃），它可以在生物研究中使用。例如，通過(guò)新的過(guò)濾器用泵輸送空氣或水后，可直接在顯微鏡下觀察透明濾波器所截獲的微生物。

  該研究成果已發(fā)表于European Polymer Journal。

  原文內(nèi)容：http://phys.org/news/2016-03-physicists-material-air-filters.html