新型空气过滤器可捕获多种污染物

据其背后的团队称，一种由玉米蛋白而不是石油产品制成的空气过滤器可以同时捕获小颗粒和甲醛等有毒化学物质，而目前的空气过滤器无法捕获这些物质。

这项研究可能会带来更好的空气净化器，特别是在世界上空气质量非常差的地区。华盛顿州立大学的工程师在期刊上报告了这种基于生物的过滤器的材料设计和测试 分离纯化技术.

华盛顿州立大学机械与材料工程学院教授、该论文的通讯作者 Katie Zhong 说：“过滤颗粒物并不难，但同时捕获各种化学气体分子更重要。” “这些基于蛋白质的空气过滤材料应该非常有希望捕获多种空气污染物。”

空气质量差是导致哮喘、心脏病和肺癌等疾病的一个因素。商用空气净化器可以去除煤烟、烟雾或汽车尾气中的微小颗粒，这些颗粒可能会被直接吸入肺部，但空气污染通常还含有其他有害气体分子，例如一氧化碳、甲醛和其他挥发性有机化合物。

典型的高效微粒空气过滤器（也称为 HEPA 过滤器）具有微米大小的孔隙，可以捕获小颗粒，但无法捕获气态分子。钟说，它们通常由石油产品和玻璃制成，当旧过滤器被扔掉时会导致二次污染。

WSU 研究人员开发了一种由玉米蛋白纤维制成的更环保的空气过滤器，它能够同时捕获 99.5% 的小颗粒物质（类似于商用 HEPA 过滤器）和 87% 的甲醛，这高于专门为这些空气过滤器设计的空气过滤器毒物的种类。

研究人员之所以选择玉米作为研究对象，是因为它在美国是一种丰富的农产品。玉米蛋白质还具有疏水性，这意味着该蛋白质可以排斥水，并且可以在潮湿的环境中（例如口罩）很好地发挥作用。

玉米蛋白中的氨基酸被称为官能团。当暴露在蛋白质表面时，这些官能团就像多只手一样，抓住有毒化学分子。研究人员通过在蛋白质表面暴露一个功能基团来证明这一点，该功能基团可以捕获甲醛。他们推测，蛋白质的进一步重排可以形成一组类似触手的功能组，可以从空气中获取各种化学物质。

“从机制上看，这种基于蛋白质的空气过滤器可以捕获更多种类的有毒化学分子是非常合理的，”钟说。

他们开发的三维结构也为简单制造方法提供了比研究团队之前开发的蛋白质薄膜更多的希望。他们使用少量化学物质聚乙烯醇将纳米纤维粘合在一起，形成一种轻质泡沫状材料。

“这项工作为制造由丰富的天然生物质制成的环保和多功能空气过滤器提供了一条新途径，”钟说。 “我相信这项技术对人们的健康和我们的环境非常重要，应该将其商业化。”

研究人员想做更多的测试，包括使用各种官能团结构和其他有毒化学分子。除了 Zhong 之外，这项工作还由华盛顿州立大学机械与材料工程学院 Flaherty 助理教授研究生林盛南、罗明和博士后傅雪伟进行。这项工作由美国农业部 Sun Grant 资助。

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