Een luchtfilter gemaakt van maïseiwit in plaats van aardolieproducten kan tegelijkertijd kleine deeltjes opvangen, evenals giftige chemicaliën zoals formaldehyde die de huidige luchtfilters niet kunnen, volgens de groep erachter.

Het onderzoek zou kunnen leiden tot betere luchtreinigers, vooral in delen van de wereld die te kampen hebben met een zeer slechte luchtkwaliteit. Ingenieurs van de Washington State University rapporteren in het tijdschrift over het ontwerp en de tests van materialen voor dit biobased filter Scheidings- en zuiveringstechnologie.

"Fijnstof is niet zo uitdagend om te filteren, maar om tegelijkertijd verschillende soorten chemische gasmoleculen op te vangen, dat is belangrijker", zegt Katie Zhong, professor aan de WSU School of Mechanical and Materials Engineering en een corresponderende auteur op het papier. "Deze op eiwitten gebaseerde luchtfiltermaterialen zouden veelbelovend moeten zijn om meerdere soorten luchtverontreinigende stoffen op te vangen."

Slechte luchtkwaliteit is een factor bij ziekten zoals astma, hartaandoeningen en longkanker. Commerciële luchtreinigers verwijderen kleine deeltjes in roet, rook of uitlaatgassen van auto's, die rechtstreeks in de longen kunnen worden ingeademd, maar luchtverontreiniging bevat vaak ook andere gevaarlijke gasvormige moleculen, zoals koolmonoxide, formaldehyde en andere vluchtige organische stoffen.

Met poriën ter grootte van een micron kunnen typische zeer efficiënte deeltjesluchtfilters, ook wel HEPA-filters genoemd, de kleine deeltjes opvangen, maar zijn ze niet in staat om gasvormige moleculen op te vangen. Ze zijn meestal gemaakt van aardolieproducten en glas, wat leidt tot secundaire vervuiling wanneer oude filters worden weggegooid, zei Zhong.

De WSU-onderzoekers ontwikkelden een milieuvriendelijker luchtfilter gemaakt van maïsproteïnevezels dat tegelijkertijd 99.5% van de kleine deeltjes kon opvangen, vergelijkbaar met commerciële HEPA-filters, en 87% van het formaldehyde, wat hoger is dan speciaal ontworpen luchtfilters voor die soorten gifstoffen.

De onderzoekers kozen maïs om te bestuderen vanwege de overvloed als landbouwproduct in de VS. Het maïseiwit is ook hydrofoob, wat betekent dat het eiwit waterafstotend is en goed zou kunnen werken in een vochtige omgeving, zoals in een masker.

De aminozuren in het maïseiwit staan ​​bekend als functionele groepen. Wanneer ze aan het oppervlak van het eiwit worden blootgesteld, gedragen deze functionele groepen zich als meerdere handen die de giftige chemische moleculen vastgrijpen. De onderzoekers toonden dit aan door een functionele groep aan het eiwitoppervlak bloot te stellen, waar het formaldehyde vastgreep. Ze theoretiseren dat verdere herschikking van de eiwitten een tentakelachtige reeks functionele groepen zou kunnen ontwikkelen die een verscheidenheid aan chemicaliën uit de lucht zouden kunnen halen.

"Van het mechanisme is het heel redelijk om te verwachten dat dit op eiwit gebaseerde luchtfilter meer soorten giftige chemische moleculen zou kunnen vangen," zei Zhong.

De driedimensionale structuur die ze ontwikkelden, biedt ook meer belofte voor een eenvoudige productiemethode dan dunne films van eiwitten die het onderzoeksteam eerder ontwikkelde. Ze gebruikten een kleine hoeveelheid van een chemische stof, polyvinylalcohol, om de nanovezels aan elkaar te lijmen tot een lichtgewicht schuimachtig materiaal.

"Dit werk biedt een nieuwe route naar het fabriceren van milieuvriendelijke en multifunctionele luchtfilters gemaakt van overvloedige natuurlijke biomassa," zei Zhong. "Ik geloof dat deze technologie erg belangrijk is voor de gezondheid van mensen en ons milieu, en dat ze gecommercialiseerd moet worden."

De onderzoekers zouden graag meer testen willen doen, waaronder het gebruik van verschillende functionele groepsstructuren en andere toxische chemische moleculen. Naast Zhong werd het werk uitgevoerd door afgestudeerde student Shengnan Lin, Ming Luo, Flaherty assistent-professor aan de WSU School of Mechanical and Materials Engineering, en postdoctoraal fellow Xuewei Fu. Het werk werd gefinancierd door een US Department of Agriculture Sun Grant.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• Bron: https://envirotecmagazine.com/2023/02/24/novel-air-filter-captures-wide-variety-of-pollutants/