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科學研究：可消除病原體的鈦酸鹽納米線口罩

來源：環球科學

發布時間：2021-06-15

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科學研究：可消除病原體的鈦酸鹽納米線口罩

圖片來源：Swoxid SA

由氧化鈦納米線製成的過濾“紙”能夠捕獲病原體，並用光摧毀它們。EPFL實驗室的這一發現可用於個人防護設備以及通風和空調係統。

作為遏製COVID-19大流行的一種努力，使用口罩變得越來越具有強製性。雖然它們相對的效果已毋庸置疑，但就它們的廣泛使用性而言還存在一些缺陷，其中包括由多層無紡布聚丙烯塑料微纖維製成的一次性口罩對環境的影響。此外，它們也隻是誘捕病原體，而不是摧毀它們。

“在醫院裏，這些口罩被放在特殊的箱子裏，被妥善處理，”EPFL複雜物質物理實驗室的負責人Laszlo Forro說，“然而，當人們外出使用它們，把它們扔進敞口垃圾箱，甚至扔在街上時，他們就變成了新的汙染源。”

Forro實驗室的研究人員正致力於解決這個問題。問題的答案是一種由氧化鈦納米線製成的膜，它外觀類似濾紙，但具有抗菌和抗病毒特性。

他們的材料利用了二氧化鈦的光催化特性。當暴露在紫外線輻射下時，纖維會將殘留的水分轉化為過氧化氫等氧化劑，而過氧化氫具有摧毀病原體的能力。Forró說：“由於我們的‘過濾器’非常善於吸收水分，它可以捕捉攜帶病毒和細菌的飛沫。這為氧化過程創造了有利的環境，這一過程是由光觸發的。”

圖片來源：Pixabay

研究人員的研究工作發表於近日的《先進功能材料》上，這些實驗證明了這種薄膜能在幾秒鍾內摧毀大腸杆菌(一種生物醫學研究中的參照細菌)和DNA鏈。研究人員基於這些結果斷言，這一過程對包括SARS-CoV-2在內的多種病毒同樣有效。這仍有待相關實驗證明。

他們的文章還指出，大規模生產這種膜是可行的:僅實驗室的設備每周就能生產高達200平方米的濾紙，每個月足以生產8萬個口罩。此外，這些口罩還可以經消毒並重複使用上千次。這將緩解短缺，並大大減少一次性外科口罩造成的浪費。最後，在製造過程中，需要煆燒鈦酸納米線使其穩定，防止納米顆粒被用戶吸入。

圖片來源：Pixabay

一家名為Swoxid的初創公司已經準備將這項技術從實驗室引出。該文章的第一作者、Swoxid的聯合創始人Endre Horvath說:“這種膜還可以用於空氣處理應用，如通風和空調係統以及個人防護設備。”

翻譯：曾欣欣

審校：董子晨曦

引進來源：洛桑聯邦理工學院

引進鏈接：https://phys.org/news/2020-08-titanate-nanowire-mask-pathogens.html

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