我國科學家利用“液體門”解決空氣凈化技術痛點

9月26日，國際學術期刊《自然》雜志發表了廈門大學侯旭教授團隊的最新研究成果，該成果運用首創特定功能液體作為結構與功能材料，實現了對不同微尺度顆粒物的高效過濾與吸收。這一成果可解決傳統空氣凈化技術易堵塞、容塵能力有限的痛點，為空氣凈化器的設計提供了全新思路。
 

廈門大學侯旭教授團隊相關研究成果在Nature線上發表。
 

去除空氣中的污染顆粒物，目前最有效直接的方式是采用多層纖維膜或多孔材料的空氣過濾凈化系統。但隨著顆粒物在其表面和內部空隙的堆積，過濾裝置會不可避免地堵塞，功效降低。
 

侯旭教授團隊提出利用液體作為主要過濾材料，通過調控顆粒物與液體之間相互作用來控制空氣到水界面的物質傳遞。這一方法將傳統固體材料對污染物過濾所使用的有效表面積轉換為液體材料對污染物過濾吸收的有效體積，實現了對污染物處理量的數量級提升，既提高凈化效率，也增大凈化器的塵容量。
 

電化學響應性液體門控水界面上的過濾與吸收機制示意圖。
 

“空氣中的顆粒物，要么被‘門’物理隔絕，要么被‘門’直接吸收，出來的都是經過‘篩選’后安全的空氣。據測算，用這個方法生產的過濾器容塵量是傳統濾網式過濾器的4.5倍，還可以通過流動液體長期使用。”侯旭介紹，這一研究破解了現有空氣凈化系統需要長期運行維護的技術難題。未來，相關研究還可按照需要設計功能液體，賦予空氣凈化液門系統更多定制化需求，如提高抗菌能力、耐腐蝕能力等，滿足不同環境下的空氣凈化需求。
 

“液體門控技術”是侯旭教授團隊的原創成果，即讓一種液體穩定在多孔膜中，多孔膜就像門框，利用液體作為門來實現對物質的可控輸運與分離，這一技術于2015年首次提出。