可净化室内雾霾的“智能窗纱”问世

记者从中国科学技术大学获悉,该校俞书宏教授领导的团队通过一种浸染自组装的方法,以传统的商业尼龙网纱(聚酰胺)为基底,成功研制了超大面积的柔性透明智能窗口材料。研究成果日前发表在《细胞》出版社新刊《iScience》上。

在雾霾环境中,有效防护PM2.5的口罩为N95级,但是体感憋闷,无法长时间佩戴。介于室外除霾和个人防护之间,室内空气净化是保证人们健康工作和生活的一项有效措施。同时,保持室内适宜的温度所消耗的能源将持续增加。因而,开发一种智能窗口兼备调节室内光线强度和净化空气雾霾,具有非常重要的现实意义。

此前,研究人员提出了多种方案收集过滤室内漂浮的雾霾微粒,例如通过静电吸附、聚合物纤维吸附以及金属有机骨架配合物吸附等物理方式。但是所制备的智能窗口价格昂贵、难以扩大生产和可重复循环使用。因此,如何制备出超大面积的可重复使用的柔性透明智能窗口仍然是一个挑战。

据介绍,研究人员在20 min内即可制备约7.5 m2的银纳米线—尼龙智能窗口,花费约100元,这种柔性透明智能窗口不仅能够和热致变色染料相结合改变室内的光照强度,还能够作为高效的雾霾收集器用以净化室内的空气质量。其中,空气净化效率最高可以达到99.65%,并且能够在50 s内将空气中PM2.5的浓度从严重污染的程度(248μg/m3)降至空气优良状态(32.9μg/m3)。同时,制备得到的银纳米线—尼龙智能窗口在雾霾收集之后,只需要简单地浸泡在乙醇中20 min,就可以清洗干净并再次使用,即使经过上百次的可重复循环,其净化效率依然可以保持稳定。

这项研究为今后柔性透明智能窗口材料的设计和制备提供了一种新的策略。