作为遏制Covid-19大流行努力的一部分,越来越多地强制要求使用纸制口罩。它们的相对有效性已不再是问题,但它们的广泛使用有一些缺点。其中包括由多层无纺布聚丙烯塑料微纤维制成的一次性口罩对环境的影响。此外,它们只是诱捕病原体,而不是摧毁它们。“在医院里,这些口罩被放在特殊的箱子里,杏耀代理并被妥善处理,”EPFL复杂物质物理实验室的负责人Laszlo Forro说。“然而,在更广泛的世界范围内使用它们——人们把它们扔进开放式的垃圾箱, 杏耀平台 ,甚至扔在街上——可能会把它们变成新的污染源。”
Forro实验室的研究人员正致力于解决这个问题:一种由氧化钛纳米线制成的膜,外观类似于滤纸,但具有抗菌和抗病毒特性。
他们的材料利用了二氧化钛的光催化特性。当暴露在紫外线辐射下时,纤维会将残留的水分转化为过氧化氢等氧化剂,而过氧化氢具有摧毁病原体的能力。福罗说:“由于我们的过滤器非常善于吸收水分,它可以捕捉携带病毒和细菌的水滴。”“这为氧化过程创造了有利的环境,氧化过程是由光触发的。”
研究人员的工作发表在今天的《高级功能材料》上,杏耀其中包括一些实验,这些实验证明了这种薄膜在几秒钟内摧毁大肠杆菌(生物医学研究中的参照细菌)和DNA链的能力。基于这些结果,研究人员断言——尽管这还有待实验证明——这一过程在包括SARS-CoV-2在内的各种病毒上同样成功。
他们的文章还指出,大规模生产这种膜是可行的:仅实验室的设备每周就能生产高达200平方米的滤纸,或每个月足以生产8万个口罩。此外,这些口罩还可以消毒并重复使用上千次。这将缓解短缺,并大大减少一次性外科口罩造成的浪费。最后,在制造过程中,需要煅烧钛酸纳米线,以使其稳定,并防止纳米颗粒被用户吸入。
一家名为Swoxid的初创公司已经准备将这项技术移出实验室。该文章的第一作者、Swoxid的联合创始人Endre Horvath说:“这种膜还可以用于空气处理应用,如通风和空调系统以及个人防护设备。”