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透明涂層可將窗戶等表面變成膠墊 捕捉空氣中的氣溶膠液滴

來源:中國科學報

通過重新利用護發素中的常見成分,科學家設計出一種廉價、透明的涂層,可以把窗戶和天花板等表面變成膠墊,捕捉空氣中的氣溶膠液滴。6月16日出版的Chem描述了這種新策略。

美國西北大學材料科學與工程學教授、論文通訊作者黃嘉興(音譯)說:“面對新冠肺炎大流行,我們需要積極利用各種不同層次的防御機制,包括物理屏障。因為這些病毒必須通過物理空間傳播,才能接觸并最終感染人類。”

新冠肺炎等疾病傳播的主要途徑是感染者說話、打噴嚏或呼吸時釋放的呼吸道液體。這些含有病毒的液體包括大液滴和細小的氣溶膠,它們在空氣中難以被控制和去除。在撞擊到表面時,氣溶膠液滴很容易反彈,并重新進入空中。

黃嘉興團隊計劃將聚丙烯酰胺—己二酸二癸酯(一種常用于護發產品和化妝品的鎖水聚合物)轉化為表面涂層。這種涂層是親水的,因此可以捕獲含有病原體的飛沫,并防止它們從表面反彈。

研究人員在有機玻璃隔板上制作了涂層,并測試其水滴捕捉能力。研究小組首先在護欄處噴灑由手持面部噴霧器產生的氣溶膠蒸氣,以模擬說話釋放的氣溶膠飛沫。通過分析落在隔板上的液滴,他們可以評估涂層捕獲氣溶膠的效果。與沒有涂層的隔板相比,涂層幾乎捕獲了所有氣溶膠。

接下來,他們在有機玻璃上空噴灑鹽水,以模擬咳嗽和打噴嚏釋放的大液滴,結果發現涂層也大大減少了飛濺的液滴數量。在模擬實驗中,從有機玻璃屏障逃逸的液滴數減少了80%。

過去,科學家設計了主要針對大水滴的捕水劑,用于從沙漠空氣中提取水或農業。“我們搜索了大量文獻,但沒有發現多少捕捉氣溶膠液滴的工作。也許在疫情之前,人們對這種氣溶膠捕獲涂層沒有強烈的需要。”黃嘉興說。

該團隊估算了在典型室內辦公環境中,人們大聲連續說話釋放的飛沫數量。計算表明,涂層吸收液滴飽和閾值比人們在辦公室場景中釋放的液滴高7到10個數量級。此外,如果需要,涂層可以很容易地用水擦掉。(魯亦)

標簽: 透明涂層 窗戶 膠墊 氣溶膠液滴

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