本文要点:
一种新颖的方法来构造具有优异的自消毒性能的手术口罩?
1成果简介
世界卫生组织建议使用口罩,以防止疾病传播。然而,市场上的大多数外科口罩是一次性的,不能自我消毒以重复使用。因此,当面对全球公共卫生危机时,口罩资源的严重短缺是不可避免的。本文,南京师范大学XiaoliShan等研究人员在《ACSAppl.Mater.Interfaces》期刊发表名为“ReusableSelf-SterilizationMasksBasedonElectrothermalGrapheneFilters”的论文,研究报道一种新型的低成本电热口罩,它具有良好的自杀菌性能和便携性。
首先,在熔喷非织造布(MNF)制成的过滤层表面形成图案,并将其粘附在充当叉指电极的过滤层表面。然后,在MNF上涂覆具有优异导电性和导热性的石墨烯层。石墨烯改性MNF(modMNF)在3v的低压下工作,可以快速产生大量热量,达到80℃以上的高温,可以杀死附着在过滤层和掩模表面的大多数已知病毒。最后,基于mod-MNF过滤器优化的石墨烯改性掩模保持了较高的颗粒物去除效率和较低的压降。此外,电热面罩通电10倍以上,仍能保持几乎相同的PM去除效率,具有很好的可重复使用性。
2图文导读
图1.mod-MNF和GMM制造过程的示意图。
图2.(a,b)原始MNF的SEM图像。(c,d)mod-MNF的SEM图像。(e,f)原始MNF的物理图片和接触角。(g,h)涂有石墨烯的MNF的物理图片和接触角。
图3.(a)电热测量的示意图。(b)光热测量的示意图。(c)在电热/光热测量过程中,mod-MNF在不同条件下的温度。(d)在不同条件下在连续通电/照射(5分钟)下对mod-MNF的红外热图像。
图4.(a)营养琼脂固体平板上大肠杆菌菌落的分布图。(b)mod-MNF在不同的通电时间后的菌落形成单位测定的统计数据。(c)在不同的通电时间下的抗菌效率。
图5.(a)原始面罩和GMM的结构组成。(b)两种面罩在不同太阳强度下的温度。(c)在真实太阳辐射下进行的户外实验的数码照片(多云,20/05/25,中国南京)。(d)在一天的三个不同时段(上午10:00–10:30,下午1:30–2:00和下午5:30–6:00),两种口罩的温度变化。
图6.(a)过滤效率评估设置的示意图。(b)不同流量下不同空气过滤器的压降。(C)长期PM2.5去除率下PM的连续危险水平2.5污染以2升/分钟的流速。(d)不同流量下不同空气过滤器的去除效率。(e)比较热处理前后GMM的去除效率。(f)电动GMM的清除效率为1至10倍。误差棒代表五次重复测量的标准偏差。
2小结
本文开发的GMM具有灵活性和可重用性。该工艺与现有掩模工艺兼容,工艺简单,成本低,对环境友好,为大规模工业化生产铺平了道路。当全球公共卫生危机发生时,可重复使用的GMM可以在很大程度上减少一次性口罩的使用量。
文献:
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