• РЕГИСТРАЦИЯ
Коронавирус. Последние новости

Губка с ионной жидкостью оказалась эффективным воздушным фильтром

5 309

Прохождение воздуха через губку, смоченную смесью ионной жидкости и полимера

Zhang et al. / Nature Communications, 2020

Китайские ученые сделали эффективный и надежный воздушный фильтр для наноразмерных частиц. Он состоит из губки, пропитанной составом с ионной жидкостью, через которую пропускают ток. Изобретение, помимо способности отфильтровывать частицы размером меньше микрона, отличается от существующих аналогов долговечностью, приспособленностью к регенерации и стабильностью при высоких скоростях воздушного потока. Статья опубликованав журнале Nature Communications.

В результате сгорания топлива и ряда других производственных процессов в воздух выбрасываются микро- и наночастицы, с размерами от десяти микрон и меньше. Они являются опасными канцерогенами, которые способны проникать даже в мозг, их вред является одним из распространенных аргументов сторонников зеленой энергетики. Но, даже если предположить, что человечеству удастся сократить использование ископаемого топлива в несколько раз, выбросы на некоторых фабриках все равно неизбежны. Поэтому, для них нужна фильтрация, но чем меньше частица, тем труднее сделать настолько же мелкое сито.

Группа ученых из Сычуаньского университета под руководством Го-Хао Чжана (Guo-Hao Zhang) решила изготовить компактный и недорогой фильтр, использующий электростатическую силу. В отличие от обычного фильтра, в котором грязь задерживаются небольшими порами, в такой конструкции частицы оседают на поверхности из-за электростатических сил, подобно тому как пыль притягивалась к экрану старых телевизоров с электронно-лучевыми трубками.

Существует класс веществ, называемых ионными жидкостями. По большому счету, любая соль состоит из ионов — электрически заряженных частиц, но обычная соль плавится при нагреве в несколько сотен градусов. Чтобы это изменить, за последние десятилетия появились соли, остающиеся жидкими при комнатной температуре, среди которых наиболее распространены соединения имидазола. Для фильтров ионные жидкости представляют интерес из-за их высокого электростатического потенциала.

Как основа для фильтра была использована меланил-формальдегидная губка с тонкими порами. В качестве ионной жидкости выступили несколько ацетатов метилимидазола, которые смешали с разными жидкими полимерами (в конце ученые выбрали наиболее эффективную пару). Смесь с полимерами была необходима, во-первых, для увеличения адгезии к губке, во-вторых, гидрофильные полимеры хорошо притягивают мелкую пыль, которая сама по себе влажная, так как впитывает воду из атмосферы.

Смесь нанесли на губку и протестировали. Фильтр хорошо работал для частиц больше микрона, его эффективность была приблизительно равна 98-99 процентам, что примерно соответствует таковой у существующих аналогов. Но, когда дело дошло до наночастиц, имеющих размер меньше микрона, ему удавалось удалить не более 36 процентов, что недостаточно. Поэтому, исследователи решили увеличить электростатическую силу фильтра, подав на него напряжение.

Ток сократил число неотфильтрованных крупных частиц в три-шесть раз, доведя итоговую эффективность до примерно 99,7 процента, но самое значительное влияние оказал на улавливание наночастиц. При увеличении напряжения до трех вольт на губке осело 94 процента пыли с диаметром меньше микрона. Помимо этого, фильтр не теряет эффективность с увеличением скорости прохождения через него воздуха, и его можно повторно использовать после очистки.

Фильтр до и после очистки, готовый к повторному использованию.

Zhang et al. / Nature Communications, 2020

Ученые предлагают использовать свое изобретение в качестве лицевой маски, для питания которой используется плоская батарея. Получившийся респиратор несколько дороже существующих сейчас, но его преимуществами будут эффективность, многоразовость и стабильность.

Новые материалы ведут к прогрессу фильтрования, например, при помощи графена удалось обесцветить виски, а металл-органический каркас очистил этилен от этана.

Василий Зайцев

https://nplus1.ru/news/2020/04...

Будущее - это технологии

    Гонконг не Крым, Китай не Россия

    Гонконг вновь вышел на баррикады. Дракон напрягся и приготовился к прыжку. Возможен ли в Гонконге крымский сценарий? Вчера был невозможен, но тут пришёл на помощь Госдеп, планами к...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      JeDi Сегодня 19:36

      На пороге новой эпохи космических полётов

      Сегодня на «Медузе» была опубликована моя статья «Crew Dragon доставит на МКС астронавтов. Это историческое событие / Пришло время поговорить о том, как SpaceX Илона Маска выигрывает космическую гонку», рассказывающая о завтрашнем старте американцев в космос. Есть вероятность переноса из-за погодных условий, всё-таки Флорида н...
      160
      JeDi Сегодня 16:06

      Hubble сфотографировал одинокую галактику

      Большинство известных астрономам галактик являются спиральными, эллиптическими или представляют собой переходную между двумя этими типами форму. Но не все звездные острова вписываются в подобную классификацию. Некоторые галактики имеют хаотичную форму без ярко выраженного ядра и спиральных ветвей. Их называют неправильными или иррегулярными. На представленном фо...
      186
      JeDi Сегодня 09:30

      Астрономия, экзопланеты, космос

      В 2018 и 2019 году астрономы объявили о получении первых в истории прямых снимков формирующихся экзопланет. Они обращаются вокруг звезды PDS 70 — молодого оранжевого карлика, расположенного на расстоянии 370 световых лет от Солнца в созвездии Центавра. Светило окружено газопылевым диском, в котором имеется большой разрыв. По мнению ученых, он создан гр...
      95
      JeDi Вчера 19:43

      Запуск LaucnherOne завершился неудачей

      25 мая компания Virgin Orbit провела дебютное испытание своей малой ракеты LaucnherOne. Она запускается по схеме воздушного старта с самолета-носителя Cosmic Girl (модифицированный Boeing 747). Ракета имеет двухступенчатую конструкцию и рассчитана на вывод от 500 кг груза на низкую околоземную орбиту. Cosmic Girl с подвешенной ракетой совершил взлет с терр...
      1199
      JeDi Вчера 19:41

      OSIRIS-REx возьмет пробу вещества Бенну в октябре

      Автоматическая станция OSIRIS-REx возьмет пробу вещества астероида Бенну (101955 Bennu) на два месяца позже, чем предполагалось. Об этом говорится в опубликованном на сайте миссии пресс-релизе. Изначально, операция была запланирована на 25 августа. Но в итоге руководство миссии приняло решение перенести ее на октябрь. Основной причиной стала пандемия корон...
      155
      JeDi Вчера 10:17

      NASA отрепетировало запуск Crew Dragon

      22 мая NASA провела генеральную репетицию первого пилотируемого запуска Crew Dragon. В рамках процедуры, одетые в летные скафандры астронавты Боб Бенкен и Даг Хёрли  заняли свои места в капсуле космического корабля. После этого они и обеспечивающие запуск инженеры поочередно выполнили все процедуры, которые будут осуществлены в день запуска. Репетиция была заверш...
      466
      JeDi 25 мая 20:46

      Квантовый метаматериал сможет измерить микроволновой фотон без разрушения

        Arne L. Grimsmo et al. / arXiv:2005.06483 Связь между встроенным в волновод нелинейным метаматериалом и распределенной резонансной модой может обеспечить безусловное детектирование фотонов с ошибкой менее процента. Новую концепцию широкополосного однофотонного детектора в микроволновом диапазоне физики описали в препринте на arXiv.org. Од...
      215
      JeDi 25 мая 17:28

      Зачем развелась Полина Гагарина?

      По сравнению с Землей, Марс кажется практически застывшим миром. Красная планета давно лишилась своих океанов, у нее нет глобального магнитного поля и явных признаков текущей вулканической активности. Тем не менее, Марс отнюдь не мертв. На нем все еще действуют силы, которые постепенно меняют его поверхность. В качестве наглядного примера можно привести следующие сним...
      1477
      JeDi 25 мая 16:47

      Физики сфокусировали свет с помощью плоского зеркала на эффекте фотонной струи

      Симуляция распространения отраженных от зеркала волн при угле падения 60° Minin et. al. / Scientific Reports, 2020 Физики создали плоское диэлектрическое зеркало, которое способно фокусировать свет в отраженном пучке. Его принцип работы основан на эффекте фотонной струи, согласно которому микрочастицы в материале могут выполнять функцию линз, фокусируя и...
      334
      JeDi 25 мая 14:13

      Живительный яд. Почему астронавты Аполлона надышались ядовитейшим амилом, но не отравились?

      Экипаж Аполлона-ЭПАС: Стаффорд, Слейтон и Бранд якобы надышатся, но не отравятся ядовитейшим амилом. История такая, рассказывает астронавт, командир экипажа Аполлон-ЭПАС Том Стаффорд: «Вэнс находился в левом кресле, я в центральном, Дик – в правом. На высоте 24 км я должен был щёлкнуть тумблером, который бы электрически обесточил двигат...
      1418
      JeDi 25 мая 13:41

      Установлен рекорд скорости передачи данных

      Австралийские исследователи добились рекордной скорости передачи данных по интернету из одного оптического чипа — 44,2 Тбит/с — на расстояние 76 км в существующей сетевой инфраструктуре. Это примерно в 44 000 раз быстрее, чем самая высокая скорость домашнего подключения из доступных сегодня. Разработчики подчеркивают, что новая технология может со врем...
      587
      JeDi 25 мая 12:34

      Астрономы нашли уникальный троянский астероид с хвостом, как у кометы

      Астрономы нашли уникальный троянский астероид с хвостом, как у кометы. Это уникальное свойство для таких небесных тел.   Исследователи из Гавайского университета в США с помощью системы ATLAS нашли троянский астероид, который следует по нечетной орбите рядом с Юпитером и имеет ледяной хвост. Они сообщили, что это уникальное сочетание свойств а...
      123
      JeDi 25 мая 12:21

      Ученые хотят очистить океаны с помощью катамарана-пылесоса

      Активисты хотят очистить океаны с помощью катамарана-пылесоса. Он может собрать до 100 кг. мусора за один рейс.   Некоммерческая организация The Ocean Cleanup, которая занимается очисткой океанов от загрязнения пластиком, представила новое устройство, которое может автономно собирать мусор. Пока его можно использовать только вблизи от бер...
      247
      JeDi 25 мая 11:28

      Подготовка к старту SpaceX DM-2 вышла на финишную прямую

      Несмотря на пандемию, подготовка к старту первой пилотируемой миссии Crew Dragon идет полным ходом, необходимые испытания и подготовительные операции проводятся успешно, и вполне вероятно, что запуск состоится по плану, 27 мая. Под катом рассказ об испытаниях, краткая информация о миссии и видео симуляции полета. Испытания, испытания Последним по времени из ...
      478
      JeDi 24 мая 14:40

      Мистическая история озера Пирамид. Почему местным снятся странные сны

      В мире много мистических мест, в которых происходят какие-то странные вещи. Это могут быть места, в которых пропадают корабли или самолеты, а могут и просто быть места с природными аномалиями. О чем-то из этого мы уже рассказывали, а о чем-то нам только предстоит вам рассказать, но сейчас нас интересует одно место, которое связано с древними легендами. В этой истории ...
      1177
      JeDi 23 мая 16:02

      Определились с датой запуска российского модуля "Наука" на МКС

      Да уж, не прошло и 25 лет, как мы наконец таки собрались запустить этот модуль к МКС. Вот и думай тут, когда станут явью различные фантастические книжки, в которых огромные космические станции собираются на орбитах Земли и Луны. А что тут смешного? Раньше всегда фантастика очень четко отрабатывала реальное будущее. Она может и сейчас отрабатывает...но в непонятной...
      997
      JeDi 23 мая 12:57

      «Аль-Амаль» отправится к Марсу 15 июля

      Межпланетная станция «Аль-Амаль» (в переводе с арабского — «надежда») отправится в путешествие к Марсу 15 июля этого года. Об этом сообщило информационное агентство Объединенных Арабских Эмиратов. «Аль-Амаль» является первым в истории межпланетным аппаратом, созданным арабской страной. Впрочем, нельзя не отметить, что п...
      317
      JeDi 22 мая 17:27

      «Мост» в галактическом скоплении Abell 2384

      В далеком прошлом две группы галактик, известные под общим обозначением Abell 2384  столкнулись и прошли друг через друга. Это экстремальное событие привело к тому, что из их центров были вырваны потоки раскаленного газа. Они образовали перемычку — огромную структуру, которая подобно мосту соединяет две части скопления. Представленное изображение демонстри...
      301
      JeDi 22 мая 16:36

      Как бы выглядела вселенная из антиматерии?

      В нашей вселенной доминирует материя. Конечно, есть еще темная материя и темная энергия, которые мы пока что не можем засечь, но звезды, планеты, животные и растения созданы из материи. Протонов, электронов, нейтронов и им подобных. Вот только материя парна. На каждый созданный электрон материи появляется позитрон антиматерии. На каждый протон – антипротон. ...
      616
      JeDi 22 мая 13:06

      Телескоп WFIRST получил новое имя

      20 мая NASA провело пресс-конференцию, посвященную инфракрасному телескопу WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope). На ней было объявлено, что аппарат был переименован. Отныне он будет называться Nancy Grace Roman Space Telescope (RST). Нэнси Грейс Роман родилась в 1925 году. В начале своей научной карьеры она поработала в нескольких американских обсерва...
      108
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика