Российские ученые создали нановолокна для фильтров и респираторов

© Юрий Смитюк/ТАСС

Группа российских исследователей синтезировала новый материал, представляющий собой почти невесомую ткань из нейлоновых нановолокон не более 15 нанометров в диаметре. Хорошие фильтрующие и оптические свойства позволяют использовать разработку в фильтрах для защиты органов дыхания и для проведения аналитических исследований.

В работе для получения материала ученые использовали метод электропрядения. В нем в сторону подложки под действием электрического поля выбрасывается струя растворенного полимера, а с другой стороны от мишени распыляется этиловый спирт. Сталкиваясь в воздухе, эти пары осаждаются на мишени. В результате ученые получали волокна с максимальным диаметром в 15 нанометров — это в несколько раз меньше длины свободного пробега молекул воздуха (расстояние, которое в среднем успевает пролететь одна молекула перед столкновением с другой), благодаря чему сопротивление фильтра воздушному потоку уменьшается почти на две трети. Статья ученых из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и МФТИ опубликована в журнале European Polymer Journal.

Плотность нового материала составила 10—20 миллиграммов на квадратный метр, и при этом он получился практически полностью прозрачным (пропускает около 95% света — больше, чем оконные стекла). Испытания показали, что такие невесомые и практически невидимые ткани задерживают не менее 98% частиц пыли в проходящем воздухе. В экспериментах ученые использовали частицы от 0,2 до 0,3 микрометра диаметром — именно такие субмикронные пылинки не задерживаются носоглоткой, а проникают в легкие, где провоцируют опасные заболевания.

Среди возможных применений своего материала ученые называют не только очистку воздуха и воды от посторонних примесей, но и различные биологические исследования: если через новый фильтр пропустить анализируемый воздух или воду, а потом положить его под микроскоп, то задержанные нановолокнами микроорганизмы будут отлично видны.

Минимальные размеры отлавливаемых фильтрами частиц сейчас составляют примерно 10 нанометров. Такую систему для очистки больничного воздуха разработали в новосибирской компании TION.

Теги:

Читать еще на Чердаке: