【口罩供應】港大學生團隊研發納米纖維濾芯 可應用循環口罩助減輕環境污染

社會 12:32 2020/09/21

分享:

港大土木工程系本科生團隊開發一種由大量納米纖維構成的新型空氣濾芯。(港大提供)

港大土木工程系本科生團隊成功利用靜電紡絲技術,開發一種由大量納米纖維構成的新型空氣濾芯,既保證透氣度,對顆粒物的去除更優於現有的口罩濾芯,有望應用於可循環口罩及其他空氣過濾產品。團隊希望能夠提高口罩產品的過濾效率,並減少一次性口罩對環境帶來的二次污染。

現階段的商業化口罩大多用熔噴布作為過濾層的核心材料,但構成熔噴布的纖維粗細非常不均勻,使用壽命也非常短暫。熔噴布在過濾如細菌,病毒等微小顆粒與污染物時,過濾效果亦不盡人意。

為解決這個難題,研究團隊運用靜電紡絲技術紡織納米纖維作爲新型過濾材料,採用的納米纖維直徑遠小於熔噴纖維的微米級直徑。這種納米纖維濾材孔隙率高於80%,可有效降低空氣過濾阻力。同時,相互連接的納米纖維網可以利用其獨特的結構以及化學特性來確保對空氣污染物的高去除率。

在前期研究中,團隊設計了一款「三明治」結構的納米纖維濾芯,來提高其整體機械强度及過濾性能。該結構由兩層外層疏水層以及一層中間過濾層組成。外層由直徑800到1,000納米的粗纖維構成,為濾芯提供足夠的機械支撐。

同時,外層的疏水特性也可有效阻隔水分,保護中間過濾層免受水分潤濕影響。中間過濾層由直徑100到400納米的細纖維構成,細小的孔徑可以有效捕捉空氣中細小顆粒物與污染物。

實驗證明,納米纖維濾芯對0.3、2.5、10微米的顆粒物都有著比普通一次性口罩更加卓越的過濾表現。例如,對於0.3微米的顆粒,新型納米纖維濾芯可以達到9成以上的去除率,而普通口罩只有不到5成。

研究團隊亦為納米纖維濾芯設計了高效並簡單的再生方法,通過簡單的酒精潤洗與加熱烘乾,濾芯可維持空氣過濾性能,濾芯的循環使用可有效減少一次性口罩帶來的環境問題並提高相關產品的可持續性。

團隊正為該項發明申請美國專利,該發明亦在「第五屆加拿大國際發明創新大賽」上取得金牌,並榮獲「20大最佳發明獎」與「多倫多國際創新與先進技能協會(TISIAS)特別獎」。團隊表示希望尋求商業夥伴合作,對這項發明進行商品化。

實時追蹤香港新冠肺炎確診者住所/出現地點,立即下載經濟日報App:bit.ly/2JdOaiS

訂閱TOPick Telegram,集合最新優惠及送禮情報:bit.ly/3bebLM2

責任編輯:陳子謙