空气中的颗粒污染物已经造成了严重的公共健康问题。尤其在COVID-19大流行期间,全球对高性能口罩的需求显著增长。然而现有口罩存在PM0.3/病原体拦截效率低、透气性差、纤维原料消耗大、无法重复使用和回收利用等问题。
近期,东华大学覃小红、王黎明团队通过无针式静电纺丝-喷涂成网技术构建了多尺度纳米纤维/碳纳米管(NF/CNT)网络(图1a),将良好分散的CNT网络(直径≈25 nm)逐层“焊接”在纳米纤维(直径>100 nm)支架上。优化的NF/CNT网络具有窄分布微孔( ≈ 400 nm)、“自由分子流”行为和静电吸附特性,展现出优异的过滤效率(99.994%的PM0.3去除率)和阻力(<0.05%大气压)。此外,由于独特的多尺度纳米结构,NF/CNT网络还具有可靠的光热自杀菌和电热自杀菌能力。在1 sun辐照下5 min大肠杆菌杀菌率>99.986%。在无光条件下2 min电热大肠杆菌杀菌率>99.9999%。更为重要的是,弃后的NF/CNT网络口罩可以作为高性能光热水蒸发器蒸完全回收,用于海水淡化 (3.56 L m-2 d-1)。这项工作为减少疾病传播和资源消耗、减轻环境负担提供一种解决方案(图2)。
图1 NF/CNT网络制备
图2 多尺度纳米结构纤维网络高性能、自杀菌和可回收口罩
该工作以“Multi-Scale Nanoarchitectured Fibrous Networks for High-Performance, Self-Sterilization, and Recyclable Face Masks”为题发表在《Small》上(doi/10.1002/smll.202105570)。文章第一作者是东华大学熊健博士。通讯作者为王黎明研究员和覃小红教授。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202105570
- 清华袁金颖、杨忠强 《Adv. Mater.》:高性能的串联取向静电纺丝LCE纤维 2026-10-18
- 安农大朱天雪教授、福大赖跃坤教授 AFM:构筑梯度双层静电纺丝膜湿气发电机 - 实现半年长效稳定自供电 2026-07-14
- 中国矿业大学 Nat. Commun.:深地深空复杂条件微环境管理多级异质界面纳纤 2026-05-15
- 余桂华/陈文帅 Sci. Adv.:挖掘高等植物结构优势、实现可持续太阳能水净化 2026-10-16
- 破解锂电池安全痛点 - 东华大学洪枫团队 IJBM:全球首款基于细菌纳米纤维素天然纤维网络的三明治锂枝晶预警隔膜 2026-10-15
- 四川大学刘公岩团队 ACS Nano:氨基酸代谢调控纳米纤维敷料促进糖尿病创面修复 2026-10-04
- 杭师大黄又举教授团队 Angew:手性纳米粒子超晶格膜构建“自旋过滤器”实现对映体精准识别 2026-10-21