Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Materiale të Avancuara dhe Inxhinieri Kimike, Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë (UST), Daejeon, 34113 Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Materiale të Avancuara dhe Inxhinieri Kimike, Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë (UST), Daejeon, 34113 Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Materiale të Avancuara dhe Inxhinieri Kimike, Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë (UST), Daejeon, 34113 Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Materiale të Avancuara dhe Inxhinieri Kimike, Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë (UST), Daejeon, 34113 Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Materiale të Avancuara dhe Inxhinieri Kimike, Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë (UST), Daejeon, 34113 Republika e Koresë
Instituti i Koresë së Teknologjisë Kimike (KRICT) Qendra Kërkimore e Kimisë Biobazuar, Ulsan, 44429, Republika e Koresë
Materiale të Avancuara dhe Inxhinieri Kimike, Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë (UST), Daejeon, 34113 Republika e Koresë
Përdorni lidhjen më poshtë për të ndarë versionin me tekst të plotë të këtij artikulli me miqtë dhe kolegët tuaj.Mëso më shumë.
Për shkak të pandemisë së koronavirusit dhe çështjeve që lidhen me grimcat (PM) në ajër, kërkesa për maska është rritur në mënyrë eksponenciale.Megjithatë, filtrat tradicionalë të maskave të bazuara në elektricitet statik dhe nano sitë janë të gjithë të disponueshëm, të padegradueshëm ose të riciklueshëm, gjë që do të shkaktojë probleme serioze me mbetjet.Përveç kësaj, e para do të humbasë funksionin e saj në kushte të lagështa, ndërsa e dyta do të funksionojë me një rënie të konsiderueshme të presionit të ajrit dhe do të ndodhë bllokim relativisht i shpejtë i poreve.Këtu, është zhvilluar një filtër maskash me fibra të biodegradueshme, rezistente ndaj lagështirës, me frymëmarrje të lartë dhe me performancë të lartë.Me pak fjalë, dy fibra ultrafine të biodegradueshme dhe dyshekë nanofibra janë të integruara në filtrin e membranës Janus dhe më pas janë të veshura me nanohiskera chitosan të ngarkuar në mënyrë kationike.Ky filtër është po aq efikas sa filtri komercial N95 dhe mund të heqë 98,3% të 2,5 µm PM.Nanofibrat kontrollojnë fizikisht grimcat e imëta, dhe fibrat ultrafine ofrojnë një diferencë të ulët presioni prej 59 Pa, e cila është e përshtatshme për frymëmarrjen e njeriut.Ndryshe nga rënia e mprehtë e performancës së filtrave komercial N95 kur ekspozohen ndaj lagështirës, humbja e performancës së këtij filtri është e papërfillshme, kështu që mund të përdoret shumë herë, sepse dipoli i përhershëm i kitozanit thith PM ultrafine (për shembull, azotin).Dhe oksidet e squfurit).Është e rëndësishme që ky filtër të dekompozohet plotësisht në tokën e kompostuar brenda 4 javësh.
Pandemia aktuale e paprecedentë e koronavirusit (COVID-19) po nxit një kërkesë të madhe për maska.[1] Organizata Botërore e Shëndetësisë (OBSH) vlerëson se 89 milionë maska mjekësore nevojiten çdo muaj këtë vit.[1] Jo vetëm që profesionistët e kujdesit shëndetësor kanë nevojë për maska N95 me efikasitet të lartë, por maskat me qëllime të përgjithshme për të gjithë individët janë bërë gjithashtu pajisje të domosdoshme ditore për parandalimin e kësaj sëmundjeje infektive të frymëmarrjes.[1] Përveç kësaj, ministritë përkatëse rekomandojnë fuqimisht përdorimin e maskave të disponueshme çdo ditë, [1] kjo ka çuar në probleme mjedisore që lidhen me sasi të mëdha mbetjesh maskash.
Meqenëse grimcat (PM) janë aktualisht problemi më problematik i ndotjes së ajrit, maskat janë bërë kundërmasa më efektive në dispozicion të individëve.PM ndahet në PM2.5 dhe PM10 sipas madhësisë së grimcave (përkatësisht 2.5 dhe 10μm), gjë që ndikon seriozisht në mjedisin natyror [2] dhe cilësinë e jetës së njeriut në mënyra të ndryshme.[2] Çdo vit, PM shkakton 4.2 milionë vdekje dhe 103.1 milionë vite jetë të rregulluara me aftësi të kufizuara.[2] PM2.5 përbën një kërcënim veçanërisht serioz për shëndetin dhe zyrtarisht është përcaktuar si kancerogjen i grupit I.[2] Prandaj, është me kohë dhe e rëndësishme të hulumtohet dhe të zhvillohet një filtër efikas i maskave për sa i përket përshkueshmërisë së ajrit dhe heqjes së PM.[3]
Në përgjithësi, filtrat tradicionalë të fibrave kapin PM në dy mënyra të ndryshme: përmes sitës fizike të bazuar në nanofibra dhe adsorbimit elektrostatik bazuar në mikrofibra (Figura 1a).Përdorimi i filtrave me bazë nanofibra, veçanërisht dyshekët me nanofibër elektro-tjerrëse, është dëshmuar të jetë një strategji efektive për të hequr PM, e cila është rezultat i disponueshmërisë së gjerë të materialit dhe strukturës së kontrollueshme të produktit.[3] Shtresa me nanofibër mund të heqë grimcat e madhësisë së synuar, e cila shkaktohet nga ndryshimi i madhësisë midis grimcave dhe poreve.[3] Megjithatë, fibrat në shkallë nano duhet të grumbullohen dendur për të formuar pore jashtëzakonisht të vogla, të cilat janë të dëmshme për frymëmarrjen e rehatshme të njeriut për shkak të ndryshimit të presionit të lartë të lidhur.Përveç kësaj, vrimat e vogla në mënyrë të pashmangshme do të bllokohen relativisht shpejt.
Nga ana tjetër, shtroja e fibrave ultra të imta të shkrirë ngarkohet elektrostatikisht nga një fushë elektrike me energji të lartë dhe grimcat shumë të vogla kapen nga adsorbimi elektrostatik.[4] Si shembull përfaqësues, respiratori N95 është një respirator me maskë për fytyrën me filtrim të grimcave që plotëson kërkesat e Institutit Kombëtar të Sigurisë dhe Shëndetit në Punë, sepse mund të filtrojë të paktën 95% të grimcave të ajrit.Ky lloj filtri thith PM ultrafine, e cila zakonisht përbëhet nga substanca anionike si SO42- dhe NO3-, përmes tërheqjes së fortë elektrostatike.Megjithatë, ngarkesa statike në sipërfaqen e shtresës së fibrave shpërndahet lehtësisht në një mjedis të lagësht, siç gjendet në frymëmarrjen e lagësht të njeriut, [4] duke rezultuar në një ulje të kapacitetit adsorbues.
Për të përmirësuar më tej performancën e filtrimit ose për të zgjidhur kompromisin midis efikasitetit të heqjes dhe rënies së presionit, filtrat e bazuar në nanofibra dhe mikrofibra kombinohen me materiale të nivelit të lartë, si materialet e karbonit, kornizat organike metalike dhe nanogrimcat PTFE.[4] Megjithatë, toksiciteti i pasigurt biologjik dhe shpërndarja e ngarkesës së këtyre aditivëve janë ende probleme të pashmangshme.[4] Në veçanti, këto dy lloje të filtrave tradicionalë janë zakonisht të padegradueshëm, kështu që ata përfundimisht do të varrosen në deponi ose do të digjen pas përdorimit.Prandaj, zhvillimi i filtrave të përmirësuar të maskave për të zgjidhur këto probleme të mbetjeve dhe në të njëjtën kohë kapjen e PM në një mënyrë të kënaqshme dhe të fuqishme është një nevojë aktuale e rëndësishme.
Për të zgjidhur problemet e mësipërme, ne kemi prodhuar një filtër me membranë Janus të integruar me dyshekë mikrofibrash dhe nanofibrash me bazë poli(butileni suksinat) (me bazë PBS)[5].Filtri i membranës Janus është i veshur me nano mustaqe chitosan (CsWs) [5] (Figura 1b).Siç e dimë të gjithë, PBS është një polimer përfaqësues i biodegradueshëm, i cili mund të prodhojë fibra ultrafine dhe nanofibra jo të endura përmes elektrotjerrjes.Fijet nano-shkallëzojnë fizikisht PM, ndërsa nano-fibrat në shkallë mikro reduktojnë rënien e presionit dhe veprojnë si një kornizë CsW.Chitosan është një material me bazë bio që është vërtetuar se ka veti të mira biologjike, duke përfshirë biokompatibilitetin, biodegradueshmërinë dhe toksicitetin relativisht të ulët, [5] që mund të zvogëlojë ankthin që lidhet me thithjen aksidentale të përdoruesve.[5] Përveç kësaj, kitozani ka vende kationike dhe grupe amide polare.[5] Edhe në kushte të lagështa, ai mund të tërheqë grimca ultrafine polare (të tilla si SO42- dhe NO3-).
Këtu, ne raportojmë një filtër maskash për rënie të biodegradueshme, me efikasitet të lartë, rezistent ndaj lagështirës dhe presion të ulët, bazuar në materialet e disponueshme lehtësisht të biodegradueshme.Për shkak të kombinimit të sitës fizike dhe adsorbimit elektrostatik, filtri i integruar me mikrofibër/nanofibër i veshur me CsW ka një efikasitet të lartë të heqjes së PM2.5 (deri në 98%), dhe në të njëjtën kohë, rënia maksimale e presionit në filtrin më të trashë është vetëm Është 59 Pa, i përshtatshëm për frymëmarrjen e njeriut.Krahasuar me degradimin e ndjeshëm të performancës të shfaqur nga filtri komercial N95, ky filtër shfaq një humbje të papërfillshme të efikasitetit të heqjes së PM (<1%) edhe kur është plotësisht i lagësht, për shkak të ngarkesës së përhershme CsW.Përveç kësaj, filtrat tanë janë plotësisht të biodegradueshëm në tokë të kompostuar brenda 4 javësh.Krahasuar me studime të tjera me koncepte të ngjashme, në të cilat pjesa e filtrit përbëhet nga materiale të biodegradueshme, ose tregon performancë të kufizuar në aplikacionet e mundshme jo të endura të biopolimerit, [6] ky filtër tregon drejtpërdrejt Biodegradueshmërinë e veçorive të avancuara (filmi S1, informacion mbështetës).
Si një përbërës i filtrit të membranës Janus, u përgatitën fillimisht dyshekët PBS me nanofibër dhe fibër superfine.Prandaj, zgjidhjet PBS 11% dhe 12% u elektrospunuan për të prodhuar fibra nanometër dhe mikrometra, përkatësisht, për shkak të ndryshimit të tyre në viskozitet.[7] Informacioni i detajuar i karakteristikave të solucionit dhe kushteve optimale të elektrotjerrjes janë renditur në tabelat S1 dhe S2, në informacionin mbështetës.Meqenëse fibra e rrotulluar ende përmban tretës të mbetur, një banjë shtesë e koagulimit të ujit i shtohet një pajisjeje tipike elektrotjerrjeje, siç tregohet në figurën 2a.Përveç kësaj, banja me ujë mund të përdorë gjithashtu kornizën për të mbledhur shtresën e mpiksur të fibrës së pastër PBS, e cila është e ndryshme nga matrica e ngurtë në mjedisin tradicional (Figura 2b).[7] Diametrat mesatarë të fibrave të dyshekëve me mikrofibër dhe nanofibër janë përkatësisht 2,25 dhe 0,51 µm, dhe diametrat mesatarë të poreve janë përkatësisht 13,1 dhe 3,5 µm (Figura 2c, d).Ndërsa tretësi i kloroformit/etanolit 9:1 avullon shpejt pasi lëshohet nga gryka, diferenca e viskozitetit midis solucioneve 11 dhe 12 wt% rritet me shpejtësi (Figura S1, informacion mbështetës).[7] Prandaj, një ndryshim përqendrimi prej vetëm 1 % wt mund të shkaktojë një ndryshim të rëndësishëm në diametrin e fibrës.
Përpara se të kontrollohej performanca e filtrit (Figura S2, informacioni mbështetës), për të krahasuar në mënyrë të arsyeshme filtra të ndryshëm, u prodhuan materiale jo të endura me elektrotjerrje me trashësi standarde, sepse trashësia është një faktor i rëndësishëm që ndikon në ndryshimin e presionit dhe efikasitetin e filtrimit të performancës së filtrit.Meqenëse materialet jo të endura janë të buta dhe poroze, është e vështirë të përcaktohet drejtpërdrejt trashësia e materialeve jo të endura me elektrotjerrje.Trashësia e pëlhurës është përgjithësisht proporcionale me densitetin e sipërfaqes (pesha për njësi sipërfaqe, pesha bazë).Prandaj, në këtë studim, ne përdorim peshën bazë (gm-2) si një masë efektive të trashësisë.[8] Trashësia kontrollohet duke ndryshuar kohën e elektrotjerrjes, siç tregohet në figurën 2e.Ndërsa koha e rrotullimit rritet nga 1 minutë në 10 minuta, trashësia e shtresës së mikrofibrit rritet në 0,2, 2,0, 5,2 dhe 9,1 gm-2, respektivisht.Në të njëjtën mënyrë, trashësia e shtresës së nanofibrës u rrit në përkatësisht 0.2, 1.0, 2.5 dhe 4.8 gm-2.Dyshekët e mikrofibrave dhe nanofibrave përcaktohen nga vlerat e tyre të trashësisë (gm-2) si: M0.2, M2.0, M5.2 dhe M9.1, dhe N0.2, N1.0, N2.5 dhe N4. 8.
Diferenca e presionit të ajrit (ΔP) e të gjithë kampionit është një tregues i rëndësishëm i performancës së filtrit.[9] Frymëmarrja përmes një filtri me një rënie të presionit të lartë është e pakëndshme për përdoruesin.Natyrisht, vërehet se rënia e presionit rritet me rritjen e trashësisë së filtrit, siç tregohet në figurën S3, informacion mbështetës.Shtresa me nanofibër (N4.8) tregon një rënie presioni më të lartë se rrogoza me mikrofibër (M5.2) në një trashësi të krahasueshme, sepse shtroja e nanofibrit ka pore më të vogla.Ndërsa ajri kalon përmes filtrit me një shpejtësi midis 0,5 dhe 13,2 ms-1, rënia e presionit të dy llojeve të ndryshme të filtrave rritet gradualisht nga 101 Pa në 102 Pa. Trashësia duhet të optimizohet për të balancuar rënien e presionit dhe heqjen e PM efikasitet;një shpejtësi ajri prej 1.0 ms-1 është e arsyeshme sepse koha që u duhet njerëzve për të marrë frymë përmes gojës është rreth 1.3 ms-1.[10] Në këtë drejtim, rënia e presionit të M5.2 dhe N4.8 është e pranueshme me një shpejtësi ajri prej 1.0 ms-1 (më pak se 50 Pa) (Figura S4, informacion mbështetës).Ju lutemi vini re se rënia e presionit të maskave N95 dhe standardeve të ngjashme të filtrit korean (KF94) është përkatësisht 50 deri në 70 Pa.Përpunimi i mëtejshëm CsW dhe integrimi i filtrit mikro/nano mund të rrisë rezistencën e ajrit;prandaj, për të siguruar marzhin e rënies së presionit, ne analizuam N2.5 dhe M2.0 përpara se të analizonim M5.2 dhe N4.8.
Me një shpejtësi të synuar të ajrit prej 1.0 ms-1, efikasiteti i heqjes së PM1.0, PM2.5 dhe PM10 të dyshekëve me mikrofibër PBS dhe nanofibër u studiua pa ngarkesë statike (Figura S5, informacion mbështetës).Vërehet se efikasiteti i heqjes së PM në përgjithësi rritet me rritjen e trashësisë dhe madhësisë së PM.Efikasiteti i heqjes së N2.5 është më i mirë se M2.0 për shkak të poreve të tij më të vogla.Efikasiteti i heqjes së M2.0 për PM1.0, PM2.5 dhe PM10 ishin përkatësisht 55.5%, 64.6% dhe 78.8%, ndërsa vlerat e ngjashme të N2.5 ishin 71.9%, 80.1% dhe 89.6% (Figura 2f).Ne vumë re se ndryshimi më i madh në efikasitet midis M2.0 dhe N2.5 është PM1.0, gjë që tregon se siti fizik i rrjetës së mikrofibrit është efektiv për PM të nivelit mikron, por nuk është efektiv për PM të nivelit nano (Figura S6, informacion mbështetës)., M2.0 dhe N2.5 të dyja tregojnë një aftësi të ulët të kapjes së PM prej më pak se 90%.Përveç kësaj, N2.5 mund të jetë më i ndjeshëm ndaj pluhurit sesa M2.0, sepse grimcat e pluhurit mund të bllokojnë lehtësisht poret më të vogla të N2.5.Në mungesë të ngarkesës statike, sitja fizike është e kufizuar në aftësinë e saj për të arritur rënien e kërkuar të presionit dhe efikasitetin e heqjes në të njëjtën kohë për shkak të marrëdhënies së shkëmbimit ndërmjet tyre.
Adsorbimi elektrostatik është metoda më e përdorur për të kapur PM në një mënyrë efikase.[11] Në përgjithësi, ngarkesa statike aplikohet me forcë në filtrin e pa endur përmes një fushe elektrike me energji të lartë;megjithatë, kjo ngarkesë statike shpërndahet lehtësisht në kushte të lagështa, duke rezultuar në humbjen e aftësisë së kapjes së PM.[4] Si një material me bazë bio për filtrim elektrostatik, ne prezantuam CsW 200 nm të gjatë dhe 40 nm të gjerë;Për shkak të grupeve të tyre të amoniumit dhe grupeve të amideve polare, këto nanohiskera përmbajnë ngarkesa të përhershme kationike.Ngarkesa pozitive e disponueshme në sipërfaqen e CsW përfaqësohet nga potenciali i tij zeta (ZP);CsW shpërndahet në ujë me një pH prej 4.8 dhe ZP e tyre është gjetur të jetë +49.8 mV (Figura S7, informacion mbështetës).
Mikrofibrat PBS të veshura me CsW (ChMs) dhe nanofibrat (ChNs) u përgatitën me një shtresë të thjeshtë zhytjeje në shpërndarje uji 0.2 wt% CsW, që është përqendrimi i duhur për të lidhur sasinë maksimale të CsW në sipërfaqen e fibrave PBS, siç tregohet në figura Treguar në Figurën 3a dhe Figura S8, informacion mbështetës.Imazhi i spektroskopisë së rrezeve X me shpërndarje të energjisë së azotit (EDS) tregon se sipërfaqja e fibrës PBS është e veshur në mënyrë uniforme me grimca CsW, gjë që është e dukshme edhe në imazhin e mikroskopit elektronik skanues (SEM) (Figura 3b; Figura S9, informacion mbështetës) .Përveç kësaj, kjo metodë e veshjes mundëson nanomaterialet e ngarkuara të mbështjellin imët sipërfaqen e fibrës, duke maksimizuar kështu aftësinë e heqjes elektrostatike të PM (Figura S10, informacion mbështetës).
Është studiuar efikasiteti i heqjes së PM të ChM dhe ChN (Figura 3c).M2.0 dhe N2.5 u mbuluan me CsW për të prodhuar përkatësisht ChM2.0 dhe ChN2.5.Efikasiteti i heqjes së ChM2.0 për PM1.0, PM2.5 dhe PM10 ishin përkatësisht 70.1%, 78.8% dhe 86.3%, ndërsa vlerat e ngjashme të ChN2.5 ishin përkatësisht 77.0%, 87.7% dhe 94.6%.Veshja CsW përmirëson shumë efikasitetin e heqjes së M2.0 dhe N2.5, dhe efekti i vërejtur për PM pak më të vogël është më domethënës.Në veçanti, nanohiskerët e kitozanit rritën efikasitetin e heqjes së PM0.5 dhe PM1.0 të M2.0 me 15% dhe 13%, përkatësisht (Figura S11, informacion mbështetës).Edhe pse M2.0 është e vështirë të përjashtohet PM1.0 më i vogël për shkak të hapësirës së tij relativisht të gjerë fibrile (Figura 2c), ChM2.0 thith PM1.0 sepse kationet dhe amidet në CsW kalojnë nëpër jon-jon, duke bashkuar ndërveprimin e pol-jonit , dhe ndërveprimi dipol-dipol me pluhurin.Për shkak të veshjes së saj CsW, efikasiteti i heqjes së PM të ChM2.0 dhe ChN2.5 është po aq i lartë sa ai i M5.2 dhe N4.8 më të trashë (Tabela S3, informacion mbështetës).
Është interesante se megjithëse efikasiteti i heqjes së PM është përmirësuar shumë, veshja CsW vështirë se ndikon në rënien e presionit.Rënia e presionit të ChM2.0 dhe ChN2.5 u rrit pak në 15 dhe 23 Pa, pothuajse gjysma e rritjes së vërejtur për M5.2 dhe N4.8 (Figura 3d; Tabela S3, informacion mbështetës).Prandaj, veshja me materiale me bazë bio është një metodë e përshtatshme për të përmbushur kërkesat e performancës së dy filtrave bazë;domethënë, efikasiteti i heqjes së PM dhe diferenca e presionit të ajrit, të cilat përjashtojnë njëra-tjetrën.Megjithatë, efikasiteti i heqjes së PM1.0 dhe PM2.5 të ChM2.0 dhe ChN2.5 janë të dyja më të ulëta se 90%;padyshim, kjo performancë duhet të përmirësohet.
Një sistem i integruar filtrimi i përbërë nga membrana të shumta me diametra të fibrave dhe madhësive të poreve që ndryshojnë gradualisht mund të zgjidhë problemet e mësipërme [12].Filtri i integruar i ajrit ka avantazhet e dy nanofibrave të ndryshme dhe rrjetave me fibra super të imta.Në këtë drejtim, ChM dhe ChN thjesht grumbullohen për të prodhuar filtra të integruar (Int-MNs).Për shembull, Int-MN4.5 përgatitet duke përdorur ChM2.0 dhe ChN2.5, dhe performanca e tij krahasohet me ChN4.8 dhe ChM5.2 të cilat kanë dendësi të ngjashme në sipërfaqe (dmth trashësi).Në eksperimentin e efikasitetit të heqjes së PM, ana e fibrës ultrafine e Int-MN4.5 u ekspozua në dhomën me pluhur, sepse ana e fibrës ultra të hollë ishte më rezistente ndaj bllokimit sesa ana e fibrës nanofile.Siç tregohet në figurën 4a, Int-MN4.5 tregon efikasitet më të mirë të heqjes së PM dhe ndryshim presioni sesa dy filtra me një përbërës, me një rënie presioni prej 37 Pa, që është e ngjashme me ChM5.2 dhe shumë më e ulët se ChM5.2 ChN4.8. Përveç kësaj, efikasiteti i heqjes së PM1.0 i Int-MN4.5 është 91% (Figura 4b).Nga ana tjetër, ChM5.2 nuk tregoi një efikasitet kaq të lartë të heqjes së PM1.0 sepse poret e tij janë më të mëdha se ato të Int-MN4.5.
Koha e postimit: Nëntor-03-2021
