تولید فیلتر های هوای سبک با تکنولوژی مبتنی بر نانو الیاف ابریشم

وجود ذرات معلق (PM) در هوا تهدید جدی برای سلامت انسان است که منجر به توسعه فن آوری های پیشرفته ساخت و تولید فیلتر های هوا شده است.در این زمینه تلاش خاصی برای طراحی فیلتر های هوا به وسیله نانو لوله های کربنی CNTs ، الکتروریسی پلیمر و نانو الیاف معدنی که هر دو راندمان فیلتراسیون بالا و مقاومت در برابر جریان کم هوا را در بربگیرد ،شده است.
اما تا به امروز دو چالش در برابر فیلترهای هوای ساخته شده بر اساس نانو لوله های کربنی CNT وجود دارد : مشکل در ساخت آنها و از همه مهمتر سمیت نامشخص نانو لوله های کربنی.
بنابراین ساخت نانو الیاف الکتروریسی شده فاقد ایمنی محیط زیستی و سازگاری بیولوژیکی مورد توجه قرار گرفته است. از اینرو برای پرداختن به این مسئله ٬ یک تیم تحقیقاتی توسط ینگینگ ژانگ ٬ استادیار گروه شیمی و مرکز نانو و میکرو مکانیک دانشگاه Tsinghua از الیاف ابریشم زیست سازگار و سازگار با محیط زیست که بطور گسترده ایی نیز در دسترس است برای ساخت نانو الیاف ابریشم به روش الکتروریسی استفاده کرده است.

بررسی دانشمندان حاکی از عملکرد خوب غشا نانو الیاف ابریشم به عنوان فیلتر هوا است که دو ویژگی سبک و کارامد بودن را داراست . آنها یافته های خود را در 27ژوئن 2016 در نسخه آنلاین Nano Research انتشار دادند.
به طور خاص غشاهای نانو الیاف ابریشم الکتروریسی شده از پیله کرم ابریشم بدست آمده که در واقع نوعی از مواد طبیعی سبز و زیست سازگار است. در نتیجه فیلتر هوای نانو الیاف ابریشم ویژگی های راندمان فیلتراسیون بالا برای هردو ذرات به اندازه 2.5 PM (و ذرات بزرگتر)و همچنین ذرات زیر میکرون و مضرتر که در برابر جریان کم هوا (افت فشار) مقاومند را نشان داد که برای ساخت دستگاه های فیلتراسیون هوا بسیار مناسبند.
تیم تحقیقاتی عملکرد برتر نانو الیاف ابریشم را نشان داده است . با کنترل زمان الکتروریسی غشا نانو الیاف ابریشم می توان راندمان فیلتراسیون را تا 98.8٪ برای ذرات با اندازه 2.5 PM و 96.2٪ برای ذرات 300نانومتر با افت فشار کم در مقابل فیلتر های تجاری بالا برد.
علاوه بر این غشا نانو الیاف ابریشم سبک با وزن 3.4g/m2 با راندمان بیشتر نسبت به ماسک ها معمولی مشابه است که برای ابزار تصفیه هوای شخصی یا همان ماسک بسیار کارآمد است.ضمن اینکه می توان کاربردهای چند منظوره از این نانو فیلترها انتظار داشت بدین گونه که می توان با افزودن نانوذرات نقره در مرحله الکتروریسی به فیلتر هوا خواص آنتی باکتریال را نیز افزود.
این گروه گام روبه جلو در راه ساختن فیلتر های ارزان قیمت تر و کارامدتر برداشته و بر بهبود عملکرد فیلتر ها و ایجاد قابلیت های دیگر ازجمله تخریب فرمالدهید و جلوگیری از آن را مد نظر دارد.