Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Өркүндөтүлгөн материалдар жана химиялык инженерия, Илим жана технология университети (UST), Дежон, 34113 Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Өркүндөтүлгөн материалдар жана химиялык инженерия, Илим жана технология университети (UST), Дежон, 34113 Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Өркүндөтүлгөн материалдар жана химиялык инженерия, Илим жана технология университети (UST), Дежон, 34113 Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Өркүндөтүлгөн материалдар жана химиялык инженерия, Илим жана технология университети (UST), Дежон, 34113 Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Өркүндөтүлгөн материалдар жана химиялык инженерия, Илим жана технология университети (UST), Дежон, 34113 Корея Республикасы
Корея Химиялык Технология Институту (KRICT) Био-негизделген химия изилдөө борбору, Ульсан, 44429, Корея Республикасы
Өркүндөтүлгөн материалдар жана химиялык инженерия, Илим жана технология университети (UST), Дежон, 34113 Корея Республикасы
Бул макаланын толук текст версиясын досторуңуз жана кесиптештериңиз менен бөлүшүү үчүн төмөнкү шилтемени колдонуңуз.көбүрөөк билүү.
Коронавирустук пандемиядан жана абадагы бөлүкчөлөргө (PM) байланыштуу маселелерден улам беткаптарга суроо-талап экспоненциалдуу түрдө өстү.Бирок, статикалык электр энергиясына жана нано элекке негизделген салттуу маска чыпкаларынын баары бир жолу колдонулуучу, бузулбай турган же кайра иштетилүүчү болуп саналат, бул калдыктар менен олуттуу көйгөйлөрдү жаратат.Мындан тышкары, биринчиси нымдуу шарттарда өз функциясын жоготот, ал эми экинчиси аба басымынын олуттуу төмөндөшү менен иштейт жана тешикчелердин салыштырмалуу тез бүтөлүшү пайда болот.Бул жерде биологиялык ажыроочу, нымга чыдамдуу, дем алуучу, жогорку натыйжалуу була маскасы фильтри иштелип чыккан.Кыскача айтканда, эки биологиялык ыдыратуучу өтө майда жипчелер жана нанобула килемчелери Janus мембраналык чыпкасына бириктирилип, андан кийин катиондук заряддалган хитозан нановически менен капталган.Бул чыпка коммерциялык N95 чыпкасы сыяктуу эффективдүү жана 2,5 мкм PMдин 98,3%ын жок кыла алат.Нанобула физикалык жактан майда бөлүкчөлөрдү экрандан өткөрөт, ал эми өтө ичке жипчелер адамдын дем алуусу үчүн ылайыктуу 59 Па төмөн басымдын айырмасын камсыз кылат.Коммерциялык N95 фильтрлеринин нымдуулукка дуушар болгондо иштөөсүнүн кескин төмөндөшүнөн айырмаланып, бул чыпканын эффективдүүлүгүн жоготуу анча деле чоң эмес, ошондуктан аны бир нече жолу колдонсо болот, анткени хитозандын туруктуу диполу өтө майда РМди (мисалы, азот) адсорбциялайт.жана күкүрт оксиддери).Бул чыпка 4 жуманын ичинде компостталган топуракта толук чирип кетиши маанилүү.
Учурдагы болуп көрбөгөндөй коронавирустук пандемия (COVID-19) беткаптарга чоң суроо-талапты жаратууда.[1] Бүткүл дүйнөлүк саламаттыкты сактоо уюму (ВОЗ) быйыл ай сайын 89 миллион медициналык беткапка муктаж деп эсептейт.[1] Медицина кызматкерлерине жогорку эффективдүү N95 маскалары гана керек болбостон, бардык адамдар үчүн жалпы багыттагы маскалар бул респиратордук жугуштуу оорунун алдын алуу үчүн күнүмдүк алмаштырылгыс жабдык болуп калды.[1] Мындан тышкары, тиешелүү министрликтер күн сайын бир жолу колдонулуучу беткаптарды колдонууну катуу сунуштайт, [1] бул көп сандагы маска калдыктары менен байланышкан экологиялык көйгөйлөргө алып келди.
Бөлчөкчөлөр (PM) учурда абанын булганышынын эң көйгөйлүү көйгөйү болгондуктан, маскалар жеке адамдар үчүн эң натыйжалуу каршы чара болуп калды.PM бөлүкчөлөрдүн өлчөмү боюнча (тиешелүүлүгүнө жараша 2,5 жана 10 мкм) PM2.5 жана PM10 болуп бөлүнөт, бул табигый чөйрөгө [2] жана адамдын жашоосунун сапатына ар кандай жолдор менен олуттуу таасир этет.[2] Жыл сайын PM 4,2 миллион адамдын өлүмүнө жана 103,1 миллион майыптыкка ылайыкталган өмүр жылына себеп болот.[2] PM2.5 ден соолук үчүн өзгөчө олуттуу коркунуч туудурат жана расмий түрдө I топтун канцерогени катары белгиленген.[2] Ошондуктан, аба өткөрүмдүүлүк жана PM алып салуу жагынан эффективдүү маска чыпкасын изилдөө жана иштеп чыгуу өз убагында жана маанилүү.[3]
Жалпысынан алганда, салттуу була чыпкалары PMди эки башка жол менен кармайт: нанобулалардын негизинде физикалык эледен өткөрүү жана микрофиберлердин негизинде электростатикалык адсорбция аркылуу (1а-сүрөт).Нанобула негизиндеги чыпкаларды, өзгөчө электроспун нанобула килемдерин колдонуу PMди жок кылуунун эффективдүү стратегиясы экендигин далилдеди, бул кеңири материалдык жеткиликтүүлүктүн жана контролдонуучу продукт структурасынын натыйжасы.[3] Нанобула килемчеси бөлүкчөлөр менен тешикчелердин ортосундагы чоңдук айырмасынан келип чыккан максаттуу өлчөмдөгү бөлүкчөлөрдү жок кыла алат.[3] Бирок, нано масштабдуу жипчелер өтө кичинекей тешикчелерди пайда кылуу үчүн жыш тизилиши керек, алар байланыштуу жогорку басымдын айырмасынан улам адамдын ыңгайлуу дем алуусу үчүн зыяндуу.Мындан тышкары, кичинекей тешиктер сөзсүз түрдө салыштырмалуу тез жабылат.
Башка жагынан алып караганда, эритилген ультра-майда була килемчеси жогорку энергиялуу электр талаасы менен электростатикалык заряддалат жана өтө кичинекей бөлүкчөлөр электростатикалык адсорбция менен кармалат.[4] Өкүлчүлүктүү мисал катары, N95 респиратору бөлүкчөлөрдү чыпкалоочу бет маскасы болуп саналат, ал Улуттук Эмгекти коргоо жана саламаттыкты сактоо институтунун талаптарына жооп берет, анткени ал абадагы бөлүкчөлөрдүн кеминде 95% чыпкалай алат.Фильтрдин бул түрү күчтүү электростатикалык тартылуу аркылуу адатта SO42− жана NO3− сыяктуу аниондук заттардан турган ультра жука PMди соруп алат.Бирок, була килеминин бетиндеги статикалык заряд нымдуу чөйрөдө, мисалы, нымдуу адамдын дем алуусунда [4] оңой таралат, натыйжада адсорбция жөндөмдүүлүгү төмөндөйт.
Фильтрациялоонун натыйжалуулугун андан ары жакшыртуу же жок кылуунун эффективдүүлүгү менен басымдын төмөндөшүнүн ортосундагы келишпестикти чечүү үчүн, нанобулаларга жана микрофиберлерге негизделген чыпкалар көмүртектүү материалдар, металл органикалык алкактары жана PTFE нанобөлүкчөлөрү сыяктуу жогорку к-материалдар менен айкалышат.[4] Бирок, бул кошумчалардын белгисиз биологиялык уулуулугу жана заряддын диссипациясы дагы эле кутулгус көйгөйлөр болуп саналат.[4] Атап айтканда, салттуу чыпкалардын бул эки түрү адатта бузулбайт, ошондуктан алар акыр-аягы полигондорго көмүлөт же колдонулгандан кийин өрттөлөт.Ошондуктан, бул таштанды көйгөйлөрүн чечүү үчүн жакшыртылган маска чыпкаларын иштеп чыгуу жана ошол эле учурда канааттандырарлык жана күчтүү түрдө PM басып алуу маанилүү учурдагы муктаждык болуп саналат.
Жогорудагы көйгөйлөрдү чечүү үчүн биз поли(бутилен сукцинат) негизиндеги (PBS негизинде)[5] микрофибр жана нанобула килемдери менен интеграцияланган Janus мембраналык чыпкасын чыгардык.Janus мембраналык чыпкасы хитозан нано муруттары (CsWs) менен капталган [5] (1б-сүрөт).Баарыбызга белгилүү болгондой, PBS ыйгарым укуктуу биоажыралуучу полимер болуп саналат, ал электроспиннинг аркылуу ультра ичке була жана нанофиберден жасалган токулган эмес материалдарды чыгара алат.Нано-масштабдуу жипчелер PMди физикалык жактан кармайт, ал эми микро масштабдуу нано-була басымдын төмөндөшүн азайтат жана CsW алкагынын ролун аткарат.Хитозан - бул био-негизделген материал, анын биологиялык шайкештиги, биодеградациясы жана салыштырмалуу аз уулуулугу, анын ичинде жакшы биологиялык касиеттерге ээ экендиги далилденген, [5] колдонуучулардын кокусунан дем алуусу менен байланышкан тынчсызданууну азайта алат.[5] Мындан тышкары, хитозан катиондук сайттарга жана полярдык амид топторуна ээ.[5] Ал тургай нымдуу шарттарда да полярдык өтө майда бөлүкчөлөрдү тарта алат (мисалы, SO42- жана NO3-).
Бул жерде биз оңой жеткиликтүү биологиялык ажыроочу материалдарга негизделген биологиялык жактан бузулуучу, жогорку эффективдүү, нымдуулукка чыдамдуу жана төмөн басымдагы тамчы маска чыпкасы жөнүндө кабарлайбыз.Физикалык электен өткөрүү менен электростатикалык адсорбциянын айкалышынан улам, CsW капталган микрофибер/нанофибер интегралдык чыпкасы жогорку PM2.5 тазалоо эффективдүүлүгүнө ээ (98% га чейин), жана ошол эле учурда эң калың чыпкадагы басымдын максималдуу төмөндөшү гана Ал 59 Па, адамдын дем алуусу үчүн ылайыктуу.N95 коммерциялык чыпкасы көрсөткөн майнаптуулуктун олуттуу төмөндөшүнө салыштырмалуу, бул чыпка туруктуу CsW зарядынан улам толук нымдуу болсо да PM алып салуу эффективдүүлүгүн (<1%) бир аз жоготууну көрсөтөт.Мындан тышкары, биздин фильтрлер 4 жуманын ичинде компостталган топуракта толугу менен биологиялык жактан ажырайт.Окшош концепциялар менен башка изилдөөлөр менен салыштырганда, чыпка бөлүгү биологиялык жактан ажырай турган материалдардан турган же потенциалдуу биополимердик токулбаган тиркемелерде чектелген аткарууну көрсөтөт, [6] бул чыпка өнүккөн функциялардын биодеградациясын түздөн-түз көрсөтөт (тасма S1, колдоочу маалымат).
Janus мембраналык чыпкасынын компоненти катары, алгач нанобула жана өтө жакшы була PBS килемдери даярдалган.Ошондуктан, 11% жана 12% PBS эритмелери илешкектүүлүгүндөгү айырмачылыктан улам, тиешелүүлүгүнө жараша нанометрдик жана микрометрдик жипчелерди өндүрүү үчүн электро ийрилген.[7] Эритменин мүнөздөмөлөрү жана оптималдуу электр айлануу шарттары жөнүндө толук маалымат S1 жана S2 таблицаларында, кошумча маалыматта келтирилген.Ийрилген була дагы эле калдык эриткичти камтыгандыктан, 2а-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, типтүү электроспиндик түзүлүшкө кошумча суу коагуляциялык ванна кошулат.Мындан тышкары, суу мончосу, ошондой эле салттуу жагдайда катуу матрицадан айырмаланып, уюган таза PBS була килемчесин чогултуу үчүн кадрды колдоно алат (Figure 2b).[7] Микрофибра жана нанобула килемчелеринин орточо була диаметрлери тиешелүүлүгүнө жараша 2,25 жана 0,51 μm, ал эми тешикчелердин орточо диаметрлери тиешелүүлүгүнө жараша 13,1 жана 3,5 μm (сүрөт 2c, d).9:1 хлороформ/этанол эриткичи саптамадан чыккандан кийин тез бууланып кеткендиктен, массасынын 11 жана 12% эритмелеринин ортосундагы илешкектүүлүк айырмасы тездик менен көбөйөт (сүрөт S1, кошумча маалымат).[7] Демек, 1 wt% гана концентрация айырмасы була диаметринин олуттуу өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн.
Фильтрдин иштешин текшерүүдөн мурун (Figure S2, колдоочу маалымат), ар кандай чыпкаларды негиздүү салыштыруу үчүн стандарттык калыңдыктагы токулган токулган токулган материалдар өндүрүлгөн, анткени калыңдык чыпкалоо ишинин басымдын айырмачылыгына жана чыпкалоо натыйжалуулугуна таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат.Токулбаган материалдар жумшак жана тешиктүү болгондуктан, токулган токулган эмес материалдардын калыңдыгын түздөн-түз аныктоо кыйынга турат.Кездеменин калыңдыгы жалпысынан беттик тыгыздыкка пропорционалдуу (аянт бирдигинин салмагы, базалык салмак).Ошондуктан, бул изилдөөдө биз калыңдыктын эффективдүү чарасы катары негизги салмакты (gm-2) колдонобуз.[8] Калыңдыгы 2e-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, электроспиннинг убактысын өзгөртүү менен башкарылат.Айлануу убактысы 1 мүнөттөн 10 мүнөткө чейин көбөйгөн сайын, микрофибер маттын калыңдыгы тиешелүүлүгүнө жараша 0,2, 2,0, 5,2 жана 9,1 гм-2ге чейин көбөйөт.Ушундай эле жол менен нанобула килеминин калыңдыгы тиешелүүлүгүнө жараша 0,2, 1,0, 2,5 жана 4,8 гм-2ге чейин көбөйтүлгөн.Микрофибра жана нанобула килемдери алардын калыңдык маанилери (gm-2) менен белгиленет: M0.2, M2.0, M5.2 жана M9.1, жана N0.2, N1.0, N2.5 жана N4. 8.
Бардык үлгүдөгү аба басымынын айырмасы (ΔP) чыпка аткаруунун маанилүү көрсөткүчү болуп саналат.[9] Жогорку басымдын төмөндөшү менен чыпка аркылуу дем алуу колдонуучу үчүн ыңгайсыз.Албетте, фильтрдин калыңдыгы көбөйгөн сайын басымдын төмөндөшү көбөйөрү байкалат, S3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, колдоочу маалымат.Нанобула килемчеси (N4.8) микрофибер (M5.2) килемине караганда салыштырмалуу жоондукта басымдын төмөндөшүн көрсөтөт, анткени нанобула килеминде кичинекей тешикчелер бар.Аба чыпкадан 0,5 жана 13,2 мс-1 ортосундагы ылдамдыкта өткөн сайын, чыпкалардын эки башка түрүнүн басымынын төмөндөшү акырындык менен 101 Падан 102 Пага чейин көбөйөт. Калыңдыгы басымдын төмөндөшүн жана PMди кетирүүнү тең салмактоо үчүн оптималдаштырылышы керек. натыйжалуулук;абанын ылдамдыгы 1,0 мс-1 акылга сыярлык, анткени адамдардын оозу менен дем алуу убактысы болжол менен 1,3 мс-1.[10] Буга байланыштуу, M5.2 жана N4.8 басымынын төмөндөшү 1.0 мс-1 (50 Падан аз) аба ылдамдыгында алгылыктуу (Figure S4, колдоочу маалымат).Көңүл буруңуз, N95 жана ушуга окшош кореялык фильтрдик стандарттуу (KF94) маскалардын басымынын төмөндөшү тиешелүүлүгүнө жараша 50дөн 70 Пага чейин.Андан ары CsW кайра иштетүү жана микро / нано чыпкасы интеграциясы аба каршылыгын жогорулата алат;ошондуктан, басымдын төмөндөшү маржа менен камсыз кылуу үчүн, биз M5.2 жана N4.8 талдоо алдында N2.5 жана M2.0 талдоо.
1.0 мс-1 максаттуу аба ылдамдыгында, PBS микрофибер жана нанобула килемдеринин PM1.0, PM2.5 жана PM10 алып салуу натыйжалуулугу статикалык зарядсыз изилденген (Figure S5, колдоочу маалымат).Бул PM алып салуу натыйжалуулугу жалпысынан жоондугу жана PM өлчөмүн көбөйтүү менен жогорулайт байкалат.N2.5 алып салуу натыйжалуулугу анын кичинекей тешикчелери үчүн M2.0 караганда жакшыраак.PM1.0, PM2.5 жана PM10 үчүн M2.0 алып салуу натыйжалуулугу тиешелүүлүгүнө жараша 55.5%, 64.6% жана 78.8% түздү, ал эми N2.5тин окшош маанилери 71.9%, 80.1% жана 89.6% түздү (сүрөт) 2f).Биз M2.0 менен N2.5тин ортосундагы эффективдүүлүктүн эң чоң айырмасы PM1.0 экенин байкадык, бул микрофибрдик торду физикалык элестетүү микрон деңгээлиндеги PM үчүн эффективдүү, бирок нано-деңгээлдеги PM үчүн эффективдүү эмес экенин көрсөтүп турат (сүрөт S6, кошумча маалымат)., M2.0 жана N2.5 экөө тең 90% дан кем эмес PM тартуу жөндөмүн көрсөтөт.Мындан тышкары, N2.5 чаңга M2.0 караганда көбүрөөк кабылышы мүмкүн, анткени чаң бөлүкчөлөрү N2.5тин кичине тешикчелерин оңой эле жаап коюшу мүмкүн.Статикалык заряд жок болгон учурда, физикалык электен өткөрүү алардын ортосундагы соода-сатык мамилелеринен улам бир эле учурда талап кылынган басымдын төмөндөшүнө жана алып салуу натыйжалуулугуна жетишүү мүмкүнчүлүгү менен чектелет.
Электростатикалык адсорбция PMди эффективдүү алуу үчүн эң кеңири колдонулган ыкма болуп саналат.[11] Негизинен статикалык заряд токулган эмес чыпкага жогорку энергиялуу электр талаасы аркылуу күч менен киргизилет;бирок, бул статикалык заряд нымдуу шарттарда оңой эле тарап, натыйжада PM басып алуу жөндөмүн жоготот.[4] электростатикалык чыпкалоо үчүн био негизделген материал катары, биз 200 нм узундугу жана 40 нм туурасы CsW киргизилген;аммоний топторунун жана полярдык амид топторунун аркасында бул нановикерлер туруктуу катиондук заряддарды камтыйт.CsW бетиндеги жеткиликтүү оң заряд анын дзета потенциалы (ZP) менен көрсөтүлөт;CsW рН 4,8 болгон сууда чачырап, алардын ZP +49,8 мВ деп табылган (сүрөт S7, кошумча маалымат).
CsW менен капталган PBS микрофиберлери (ChMs) жана нанобулалар (ChNs) 0,2 wt% CsW суу дисперсиясында жөнөкөй чумкутуу жолу менен даярдалды, бул PBS булаларынын бетине CsWs максималдуу көлөмүн бекитүү үчүн тийиштүү концентрация болуп саналат. фигура 3a жана S8-сүрөттө көрсөтүлгөн, кошумча маалымат.Азоттук энергиянын дисперсиялык рентген спектроскопиясы (EDS) сүрөтү PBS буласынын бети CsW бөлүкчөлөрү менен бирдей капталганын көрсөтөт, бул сканерлөөчү электрондук микроскоптун (SEM) сүрөттөлүшүндө да көрүнүп турат (Figure 3b; Figure S9, кошумча маалымат) .Кошумчалай кетсек, бул жабуу ыкмасы заряддалган наноматериалдарга жипченин бетин жакшылап ороп коюуга мүмкүндүк берет, ошону менен электростатикалык PM алып салуу мүмкүнчүлүгүн жогорулатат (Figure S10, колдоочу маалымат).
ChM жана ChN нын PM алып салуу эффективдүүлүгү изилденген (сүрөт 3c).M2.0 жана N2.5 тиешелүүлүгүнө жараша ChM2.0 жана ChN2.5 өндүрүү үчүн CsW менен капталган.PM1.0, PM2.5 жана PM10 үчүн ChM2.0 алып салуу эффективдүүлүгү тиешелүүлүгүнө жараша 70.1%, 78.8% жана 86.3% түздү, ал эми ChN2.5тин окшош маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 77.0%, 87.7% жана 94.6% түздү.CsW каптоо абдан M2.0 жана N2.5 алып салуу натыйжалуулугун жакшыртат, жана бир аз кичирээк PM үчүн байкалган таасир кыйла маанилүү болуп саналат.Атап айтканда, хитозан нановиктери M2.0′s PM0.5 жана PM1.0 алып салуу натыйжалуулугун тиешелүүлүгүнө жараша 15% жана 13% көбөйттү (Figure S11, колдоочу маалымат).M2.0 кичинекей PM1.0 фибрил аралыктары салыштырмалуу кең болгондуктан (2c-сүрөт) алып салуу кыйын болсо да, ChM2.0 PM1.0ду адсорбциялайт, анткени CsWsдеги катиондор жана амиддер ион-ион аркылуу өтүп, поле-иондук өз ара аракеттешүү аркылуу өтөт. , жана чаң менен диполь-диполь өз ара аракеттенүүсү.Анын CsW каптоосунан улам, ChM2.0 жана ChN2.5тин PM алып салуу эффективдүүлүгү жоон M5.2 жана N4.8 сыяктуу эле жогору (таблица S3, кошумча маалымат).
Кызыктуусу, PM алып салуу натыйжалуулугу абдан жакшырганы менен, CsW каптоо басымдын төмөндөшүнө дээрлик таасир этпейт.ChM2.0 жана ChN2.5 басымынын төмөндөшү 15 жана 23 Пага чейин бир аз жогорулап, M5.2 жана N4.8 үчүн байкалган өсүштүн дээрлик жарымын түзөт (3d-сүрөт; S3-таблица, колдоочу маалымат).Ошондуктан, био-негизделген материалдар менен каптоо эки негизги чыпкаларынын аткаруу талаптарын канааттандыруу үчүн ылайыктуу ыкмасы болуп саналат;башкача айтканда, PM алып салуу натыйжалуулугу жана аба басымынын айырмасы, алар бири-бирин жокко чыгарат.Бирок, ChM2.0 жана ChN2.5тин PM1.0 жана PM2.5 тазалоочу эффективдүүлүгү экөө тең 90% дан төмөн;Албетте, бул көрсөткүчтү жакшыртуу керек.
Була диаметри жана тешикчелери акырындык менен өзгөрүп турган бир нече мембраналардан турган интегралдык чыпкалоо системасы жогорудагы маселелерди чече алат [12].Интегралдык аба чыпкасы эки түрдүү нанобулалардын жана эң жакшы була торлордун артыкчылыктарына ээ.Бул жагынан алганда, ChM жана ChN интегралдык чыпкаларды (Int-MNs) өндүрүү үчүн жөн гана үйүлгөн.Мисалы, Int-MN4.5 ChM2.0 жана ChN2.5 колдонуу менен даярдалат жана анын көрсөткүчтөрү окшош аймактын тыгыздыгы (б.а. калыңдыгы) бар ChN4.8 жана ChM5.2 менен салыштырылат.PM алып салуу эффективдүү экспериментинде Int-MN4.5тин ультра ичке була тарабы чаңдуу бөлмөдө ачыкка чыкты, анткени нанофибер тарапка караганда ультра ичке була тарабы бүтөлүүгө туруктуураак болгон.4a-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, Int-MN4.5 ChM5.2ге окшош жана ChM5.2 ChN4 караганда бир топ төмөн болгон 37 Па басым төмөндөшү менен эки бир компоненттүү чыпкаларга караганда жакшыраак PM алып салуу натыйжалуулугун жана басымдын айырмасын көрсөтөт.8. Кошумчалай кетсек, Int-MN4.5тин PM1.0 алып салуу эффективдүүлүгү 91% түзөт (4б-сүрөт).Башка жагынан алганда, ChM5.2 анын тешикчелери Int-MN4.5 караганда чоңураак, анткени PM1.0 алып салуу мынчалык жогорку натыйжалуулугун көрсөткөн жок.
Билдирүү убактысы: 2021-жылдын 3-ноябрына чейин
