Учёные Пермского Политеха разработали бактерицидный композиционный фильтр на основе активной углеродной ткани, модифицированной частицами металлической меди. Об этом сообщили в пресс-службе ПНИПУ.
Ежегодно миллионы людей умирают из-за загрязнения воздуха. Угрозу представляют не только смог и выхлопные газы, но и микроорганизмы. Для защиты от них применяют маски, воздушные фильтры, антибактериальные покрытия и угольные сорбенты. Однако ни один из этих методов не обеспечивает полной безопасности: бактерии могут выживать на поверхности материалов и становиться источником вторичного загрязнения.
Учёные из Пермского Политеха разработали фильтр на основе активной углеродной ткани, модифицированной металлическими частицами меди. Испытания показали, что эффективность фильтра достигает 99,9%, что является рекордом. Он защищает от токсичных газов, мелких частиц и бактерий.
Основой фильтра стала активная углеродная ткань, которая хорошо поглощает токсичные пары. Для придания ей бактерицидных свойств ткань обработали мелкодисперсными частицами меди. Медь обладает доказанным антимикробным эффектом и стоит дешевле серебра.
Для нанесения меди учёные использовали метод электроосаждения. Равномерность и безопасность покрытия зависят от состава раствора. Вместо традиционных вариантов исследователи выбрали электролит, содержащий сульфат меди, глицерин и щёлочь. Этот электролит прост в использовании, нетоксичен и обеспечивает прочное закрепление частиц меди на волокнах.
Для повышения эффективности предлагается использовать трёхслойную конструкцию: два внешних слоя из активной углеродной ткани поглощают основную массу токсичных газов, а средний слой с медным покрытием служит барьером для микроорганизмов.
«С целью исследования состава, формы, размера частиц меди на поверхности активной угольной ткани мы методом электронной микроскопии установили, что распределение частиц имеет равномерный характер, а на поверхности носителя осаждается чистая медь без примесей. Покрытие достаточно прочно закрепляется и не удаляется даже при длительном пропускании потока воздуха. Отработанный в потоке зараженного микроорганизмами воздуха образец материала проверяли на содержание в его составе живых микроорганизмов дискодиффузионным методом, который показал их полное отсутствие. Это подтверждает бактерицидные свойства разработанного фильтра», – рассказала Елена Фарберова, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат химических наук.
По словам Андрея Гуляева, магистранта кафедры, разработка может найти применение в средствах индивидуальной защиты органов дыхания – масках и респираторах, в системах вентиляции больниц и офисов, а также на биотехнологических и фармацевтических производствах. Статья опубликована в вестнике «Химическая технология и биотехнология».
Фильтры для очистки воздуха разрабатывают не только в России, но и за рубежом. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», китайские учёные создали материал, способный использовать энергию света для притягивания проходящих через него частиц пыли, вирусов и микробов. Его можно применять как основу для масок и респираторов, фильтрующих воздух на протяжении нескольких месяцев без электросети.