导读
近日，吉林大学化学学院于吉红院士团队在高效、长效拿获空气中悬浮的危急颗粒物方面获取蹙迫进展。该团队改进性地提议了一种新式、便捷且通用的空气净化计谋，改日有望激动更为安全、健康的空气过滤器的发展。方案适度以“Functional Liquid Layer Enabled Superior Performance of Air Purification Filter”为题，于4月4日发表在Chem上。
由危急悬浮颗粒物激发的空气耻辱会对生态环境及公众健康产生不利影响。因此，方案东谈主员勤勉于缔造兼具高安全性和长效褂讪性的空气净化系统。大部分现存过滤器的中枢过滤机制是依赖于其附加的名义眩惑位点（举例静电荷）。联系词，这类名义眩惑位点频繁具有易流失的残障，从而使上述传统过滤系统永恒濒临不能幸免的诈欺褂讪性差和名义结垢/堵塞问题。据此，本团队提议了一种新式功能液层介导的净化系统（LMS）。
图1.LMS的空气净化旨趣及制备计谋
如图1A所示，LMS合座的过滤机制包含下述三个要领：第一要领是颗粒物与气-液界面之间的互相眩惑效应。理思的功能液层概况为悬浮在空中的颗粒提供庞杂的眩惑力。当受耻辱的空气吹向并围聚过滤器时，其中的颗粒物就会被调处眩惑至液体名义。而第二要领触及到对颗粒的拿获。该要领中的颗粒物的名义解放能变化标明，任何颗粒物从气相到气液界面的附着活动均概况自愿发生。在第三要领中，功能液层概况进一步罢了对被拿获颗粒物的扣留与浸没。浸入功能液层中的颗粒物所受到的总拿获力（FP）协同其所需的超高颗粒脱离能（颗粒物脱离液层复返气相所需要的能量）足以保证被拿获的颗粒概况在液层内留存下来。换句话说，功能液层当作中枢的拿获介质概况“拖拽”颗粒物插足液层里面，而况同期龙套被拿获的颗粒物叛逃复返气相。LMS概况罢了对险些统共种类的空气内悬浮颗粒物（不管其润湿性和名义花样）的灵验拿获。
该方案要点缔造了以丙三醇液体层当作中枢液体介质的LMS（定名为GMPPM），通过选定一种一语气卷对卷坐褥方法（图1B）罢了了单根纤维基质上形成超薄的液态外壳层。这种“核壳”结构的GMPPM（其中甘油当作外壳部分，纤维基质当作核部分）概况保合手过滤器固有的高孔隙率，以提供一条运动的空气通谈从而幸免高压力降数值的产生。这一私有的液态-多孔膜基质结构冲破了传统液膜由于液体引入酿成的孔隙堵塞残障。
图2.由名义张力效应开动的颗粒物眩惑要领
为进一步证明LMS的开动机制，AG百家乐上头方案东谈主员选取了具有不同名义张力的功能液体以评估高名义张力效应在颗粒物拿获历程中的蹙迫性（图2，第一要领）。
图3. GMPPM的过滤性能及颗粒拿获情况
此外，方案东谈主员以烟尘和氯化钠气溶胶粒子当作实验对象，用于评估LMS的详细过滤性能（图3）。
图4.GMPPM的颗粒物扣留要领
同期，基于颗粒物在GMPPM内的高脱离能需求，方案东谈主员构建了颗粒物浸没与叛逃模子（图4）。规划适度进一步标明，即使是具备名义超疏水性的颗粒物也倾向于被紧紧地困在液层中，而不是经碰撞后重返气相（第二、三要领）。
图5.LMS的诈欺后劲
与传统的买卖空气净化计谋不同，LMS这一低阻力微粒过滤器有望扩大现实诈欺领域并栽植过滤系统的合座安全门径，因为它能灵验地过滤渺小且危急的生物气溶胶，且其超高的容尘量使得其在高浓度尘霾环境下能证据高效作用。此外，LMS具有显耀的永恒性，从而有后劲管束团员物原材料的铺张问题，并有助于裁汰经济损构怨环境毁伤。此外，基于LMS的可组合性，通过休养LMS以匹配过滤条件，不错罢了更多通用和适勤勉能的发展（图5）。
吉林大学博士后王琪菲为第一作家。通信作家为吉林大学于吉红院士和王洋教化。和洽团队在吉林大学的方案职责得到了国度要点研发计、吉林省紧要科技专项、中国博士后科学基金和国度资助博士后方案东谈主员筹谋（B档）科技部等项指标援助。
论文贯穿：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2025.102526
起原：吉林大学化学学院