קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
אַוואַנסירטע מאַטעריאַלס און כעמישער אינזשעניריע, אוניווערסיטעט פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע (UST), Daejeon, 34113 רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
אַוואַנסירטע מאַטעריאַלס און כעמישער אינזשעניריע, אוניווערסיטעט פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע (UST), Daejeon, 34113 רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
אַוואַנסירטע מאַטעריאַלס און כעמישער אינזשעניריע, אוניווערסיטעט פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע (UST), Daejeon, 34113 רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
אַוואַנסירטע מאַטעריאַלס און כעמישער אינזשעניריע, אוניווערסיטעט פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע (UST), Daejeon, 34113 רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
אַוואַנסירטע מאַטעריאַלס און כעמישער אינזשעניריע, אוניווערסיטעט פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע (UST), Daejeon, 34113 רעפובליק פון קארעע
קארעע אינסטיטוט פון כעמישער טעכנאָלאָגיע (KRICT) ביאָבאַסעד כעמיע פאָרשונג צענטער, Ulsan, 44429, רעפובליק פון קארעע
אַוואַנסירטע מאַטעריאַלס און כעמישער אינזשעניריע, אוניווערסיטעט פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע (UST), Daejeon, 34113 רעפובליק פון קארעע
ניצן די לינק אונטן צו טיילן די פול טעקסט ווערסיע פון דעם אַרטיקל מיט דיין פרענדז און חברים.לערן מער.
רעכט צו דער קאָראַנדאַווירוס פּאַנדעמיק און ישוז שייַכות צו פּאַרטיקאַלז (PM) אין די לופט, די פאָדערונג פֿאַר מאַסקס איז געוואקסן עקספּאָונענשאַלי.אָבער, טראדיציאנעלן מאַסקע פילטערס באזירט אויף סטאַטיק עלעקטרע און נאַנאָ זיפּ זענען אַלע דיספּאָוזאַבאַל, ניט-דיגריידאַבאַל אָדער ריסייקלאַבאַל, וואָס וועט פאַרשאַפן ערנסט וויסט פּראָבלעמס.אין דערצו, די ערשטע וועט פאַרלירן זייַן פֿונקציע אונטער פייַכט טנאָים, בשעת די יענער וועט אַרבעטן מיט אַ באַטייטיק לופט דרוק קאַפּ און לעפיערעך שנעל פּאָרע קלאָגינג וועט פּאַסירן.דאָ, אַ בייאָודאַגריידאַבאַל, נעץ-דערווייַז, העכסט ברעאַטהאַבלע, הויך-פאָרשטעלונג פיברע מאַסקע פילטער איז דעוועלאָפּעד.אין קורץ, צוויי בייאָודאַגריידאַבאַל אַלטראַפינע פייבערז און נאַנאָפיבער מאַץ זענען ינאַגרייטיד אין די דזשאַנוס מעמבראַנע פילטער, און דעמאָלט קאָוטאַד מיט קאַטיאָניקאַללי באפוילן טשיטאָסאַן נאַנאָווהיסקערס.דער פילטער איז ווי עפעקטיוו ווי די געשעפט N95 פילטער און קענען באַזייַטיקן 98.3% פון 2.5 μm PM.נאַנאָפיבערס פיזיקלי פאַרשטעלן פיין פּאַרטיקאַלז, און אַלטראַפינע פייבערז צושטעלן אַ נידעריק דרוק חילוק פון 59 פּאַ, וואָס איז פּאַסיק פֿאַר מענטש ברידינג.פאַרקערט צו די שאַרף אַראָפּגיין אין פאָרשטעלונג פון געשעפט N95 פילטערס ווען יקספּאָוזד צו נעץ, די פאָרשטעלונג אָנווער פון דעם פילטער איז נעגלאַדזשאַבאַל, אַזוי עס קענען זיין געוויינט עטלעכע מאָל ווייַל די שטענדיק דיפּאָלע פון טשיטאָסאַן אַדסאָרבז אַלטראַפינע PM (למשל, ניטראָגען).און שוועבל אַקסיידז).עס איז וויכטיק אַז דעם פילטער גאָר דיקאַמפּאָוזד אין די קאַמפּאָוסט באָדן אין 4 וואָכן.
די איצטיקע אַנפּרעסידענטיד קאָראַנדאַווירוס פּאַנדעמיק (COVID-19) איז דרייווינג אַ ריזיק פאָדערונג פֿאַר מאַסקס.[1] די וועלט געזונט ארגאניזאציע (WHO) עסטימאַטעד אַז 89 מיליאָן מעדיציניש מאַסקס זענען דארף יעדער חודש דעם יאָר.[1] כעלטקער פּראָפעססיאָנאַלס דאַרפֿן ניט בלויז הויך-עפעקטיוו N95 מאַסקס, אָבער אַלגעמיין-ציל מאַסקס פֿאַר אַלע מענטשן זענען אויך ינדיספּענסאַבאַל טעגלעך ויסריכט פֿאַר דער פאַרהיטונג פון דעם רעספּעראַטאָרי ינפעקטיאָוס קרענק.[1] אין דערצו, רעקאמענדירטע מיניסטריעס רעקאָמענדירן שטארק צו נוצן דיספּאָוזאַבאַל מאַסקס יעדער טאָג, [1] דאָס האט געפֿירט צו ינווייראַנמענאַל פּראָבלעמס שייַכות צו גרויס אַמאַונץ פון מאַסקע וויסט.
זינט פּאַרטיקיאַלאַט ענין (PM) איז דערווייַל די מערסט פּראָבלעמאַטיק לופט פאַרפּעסטיקונג פּראָבלעם, מאַסקס האָבן ווערן די מערסט עפעקטיוו קאַונטערמעזשער בנימצא צו מענטשן.PM איז צעטיילט אין PM2.5 און PM10 לויט די פּאַרטאַקאַל גרייס (2.5 און 10μם ריספּעקטיוולי), וואָס עמעס אַפעקץ די נאַטירלעך סוויווע [2] און די קוואַליטעט פון מענטש לעבן אין פאַרשידן וועגן.[2] יעדער יאָר, PM ז 4.2 מיליאָן דעטס און 103.1 מיליאָן דיסאַביליטי אַדזשאַסטיד לעבן יאָרן.[2] PM2.5 איז אַ ספּעציעל ערנסט סאַקאָנע צו געזונט און איז אַפישאַלי דעזיגנייטיד ווי אַ גרופּע איך קאַרסאַנאָודזשאַן.[2] דעריבער, עס איז בייַצייַטיק און וויכטיק צו פאָרשונג און אַנטוויקלען אַן עפעקטיוו מאַסקע פילטער אין טערמינען פון לופט לעדוירעס און PM באַזייַטיקונג.[3]
אין אַלגעמיין, בעקאַבאָלעדיק פיברע פילטערס כאַפּן PM אין צוויי פאַרשידענע וועגן: דורך פיזיש סיווינג באזירט אויף נאַנאָפייבערס און ילעקטראָוסטאַטיק אַדסאָרפּטיאָן באזירט אויף מיקראָפיבער (פיגורע 1 אַ).די נוצן פון נאַנאָפיבער-באזירט פילטערס, ספּעציעל עלעקטראָספּון נאַנאָפיבער מאַץ, איז פּראָווען צו זיין אַ עפעקטיוו סטראַטעגיע צו באַזייַטיקן PM, וואָס איז דער רעזולטאַט פון ברייט מאַטעריאַל אַוויילאַבילאַטי און קאַנטראָולאַבאַל פּראָדוקט סטרוקטור.[3] די נאַנאָפיבער מאַטע קענען באַזייַטיקן פּאַרטיקאַלז פון די ציל גרייס, וואָס איז געפֿירט דורך די גרייס חילוק צווישן די פּאַרטיקאַלז און די פּאָרעס.[3] אָבער, נאַנאָ-וואָג פייבערז דאַרפֿן צו זיין דענסלי סטאַקט צו פאָרעם גאָר קליין פּאָרעס, וואָס זענען שעדלעך צו באַקוועם מענטש ברידינג רעכט צו דער פֿאַרבונדן הויך דרוק חילוק.אין דערצו, די קליין האָלעס וועט ינעוואַטאַבלי זיין אפגעשטעלט לעפיערעך געשווינד.
אויף די אנדערע האַנט, די מעלטבלאָון הינטער-פייַן פיברע מאַטע איז ילעקטראָוסטאַטיקלי באפוילן דורך אַ הויך-ענערגיע עלעקטריק פעלד, און זייער קליין פּאַרטיקאַלז זענען קאַפּטשערד דורך ילעקטראָוסטאַטיק אַדסאָרפּטיאָן.[4] ווי אַ רעפּריזענאַטיוו ביישפּיל, די N95 רעספּעראַטאָר איז אַ פּאַרטאַקאַל-פילטערינג פּנים מאַסקע רעספּעראַטאָר וואָס טרעפן די רעקווירעמענץ פון די נאַשאַנאַל אינסטיטוט פון אַקיאַפּיישאַנאַל סאַפעטי און געזונט ווייַל עס קענען פילטער בייַ מינדסטער 95% פון לופט פּאַרטיקאַלז.דער טיפּ פון פילטער אַבזאָרבז אַלטראַפיין PM, וואָס איז יוזשאַוואַלי קאַמפּאָוזד פון אַניאָניק סאַבסטאַנסיז אַזאַ ווי SO42− און NO3−, דורך שטאַרק ילעקטראָוסטאַטיק אַטראַקשאַן.אָבער, די סטאַטיק אָפּצאָל אויף די ייבערפלאַך פון די פיברע מאַטע איז לייכט דיסאַפּייטיד אין אַ פייַכט סוויווע, אַזאַ ווי געפֿונען אין פייַכט מענטש ברידינג, [4] ריזאַלטינג אין אַ פאַרקלענערן אין אַדסאָרפּטיאָן קאַפּאַציטעט.
אין סדר צו פֿאַרבעסערן פילטריישאַן פאָרשטעלונג אָדער סאָלווע די האַנדל-אַוועק צווישן באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט און דרוק קאַפּ, פילטערס באזירט אויף נאַנאָפיבערס און מיקראָפיבער זענען קאַמביינד מיט הויך-ק מאַטעריאַלס, אַזאַ ווי טשאַד מאַטעריאַלס, מעטאַל אָרגאַניק פראַמעוואָרקס און PTFE נאַנאָפּאַרטיקלעס.[4] אָבער, די ומזיכער בייאַלאַדזשיקאַל טאַקסיסאַטי און אָפּצאָל דיסיפּיישאַן פון די אַדאַטיווז זענען נאָך אַנאַוווידאַבאַל פּראָבלעמס.[4] אין באַזונדער, די צוויי טייפּס פון בעקאַבאָלעדיק פילטערס זענען יוזשאַוואַלי ניט-דיגריידאַבאַל, אַזוי זיי וועלן יווענטשאַוואַלי זיין בעריד אין לאַנדפילז אָדער ינסינערייטיד נאָך נוצן.דעריבער, די אַנטוויקלונג פון ימפּרוווד מאַסקע פילטערס צו סאָלווע די וויסט פּראָבלעמס און אין דער זעלביקער צייט כאַפּן PM אין אַ באַפרידיקנדיק און שטאַרק שטייגער איז אַ וויכטיק קראַנט נויט.
אין סדר צו סאָלווע די אויבן פּראָבלעמס, מיר האָבן מאַניאַפאַקטשערד אַ דזשאַנוס מעמבראַנע פילטער ינאַגרייטיד מיט פּאָלי(בוטילענע סוקסינאַט)-באזירט (פּבס-באזירט) [5] מיקראָפיבער און נאַנאָפיבער מאַץ.די דזשאַנוס מעמבראַנע פילטער איז קאָוטאַד מיט טשיטאָסאַן נאַנאָ וואָנצעס (CsWs) [5] (פיגורע 1ב).ווי מיר אַלע וויסן, PBS איז אַ רעפּריזענאַטיוו בייאָודאַגריידאַבאַל פּאָלימער, וואָס קענען פּראָדוצירן אַלטראַפינע פיברע און נאַנאָפיבער נאַנוואָווז דורך עלעקטראָספּינינג.נאַנאָ-וואָג פייבערז פיזיקלי טראַפּ PM, בשעת מיקראָ-וואָג נאַנאָ-פייבערז רעדוצירן דרוק קאַפּ און אַקט ווי אַ CsW פריימווערק.טשיטאָסאַן איז אַ ביאָ-באזירט מאַטעריאַל וואָס איז פּראָווען צו האָבן גוט בייאַלאַדזשיקאַל פּראָפּערטיעס, אַרייַנגערעכנט ביאָקאָמפּאַטיביליטי, בייאָודאַגריידאַביליטי און לעפיערעך נידעריק טאַקסיסאַטי, [5] וואָס קענען רעדוצירן די דייַגעס פֿאַרבונדן מיט אַקסאַדענטאַל ינאַליישאַן פון ניצערס.[5] אין דערצו, טשיטאָסאַן האט קאַטיאָניק זייטלעך און פּאָליאַר אַמידע גרופּעס.[5] אפילו אונטער פייַכט טנאָים, עס קענען צוציען פּאָליאַר אַלטראַפינע פּאַרטיקאַלז (אַזאַ ווי SO42- און NO3-).
דאָ, מיר באַריכט אַ בייאָודאַגריידאַבאַל, הויך-עפעקטיווקייַט, נעץ-דערווייַז און נידעריק-דרוק קאַפּ מאַסקע פילטער באזירט אויף גרינג בנימצא בייאָודאַגריידאַבאַל מאַטעריאַלס.רעכט צו דער קאָמבינאַציע פון פיזיש סיווינג און ילעקטראָוסטאַטיק אַדסאָרפּטיאָן, די CsW-קאָוטאַד מיקראָפיבער / נאַנאָפיבער ינאַגרייטיד פילטער האט אַ הויך PM2.5 באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט (אַרויף צו 98%), און אין דער זעלביקער צייט, די מאַקסימום דרוק קאַפּ אויף די טיקיסט פילטער איז בלויז עס איז 59 פּאַ, פּאַסיק פֿאַר מענטש ברידינג.קאַמפּערד צו די באַטייטיק פאָרשטעלונג דערנידעריקונג יגזיבאַטאַד דורך די N95 געשעפט פילטער, דעם פילטער יגזיבאַץ אַ נעגלאַדזשאַבאַל אָנווער פון PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט (<1%) אפילו ווען גאָר נאַס, רעכט צו דער שטענדיק CsW אָפּצאָל.אין דערצו, אונדזער פילטערס זענען גאָר בייאָודאַגריידאַבאַל אין קאַמפּאָוסט באָדן אין 4 וואָכן.קאַמפּערד מיט אנדערע שטודיום מיט ענלעך קאַנסעפּס, אין וואָס די פילטער טייל איז קאַמפּאָוזד פון בייאָודאַגריידאַבאַל מאַטעריאַלס, אָדער ווייזן לימיטעד פאָרשטעלונג אין פּאָטענציעל בייאָופּאָלימער נאַנוואָווען אַפּלאַקיישאַנז, [6] דעם פילטער ווייַזן די ביאָדעגראַדאַביליטי פון אַוואַנסירטע פֿעיִקייטן (פילע ס 1, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).
ווי אַ קאָמפּאָנענט פון די דזשאַנוס מעמבראַנע פילטער, נאַנאָפיבער און סופּערפינע פיברע פּבס מאַץ זענען ערשטער צוגעגרייט.דעריבער, 11% און 12% פּבס סאַלושאַנז זענען עלעקטראָספּון צו פּראָדוצירן נאַנאָמעטער און מיקראָמעטער פייבערז, ריספּעקטיוולי, רעכט צו זייער חילוק אין וויסקאָסיטי.[7] די דיטיילד אינפֿאָרמאַציע פון די לייזונג קעראַקטעריסטיקס און אָפּטימאַל ילעקטראָוספּיננינג טנאָים זענען ליסטעד אין טאַבלעס S1 און S2, אין די שטיצן אינפֿאָרמאַציע.זינט די ווי-ספּון פיברע נאָך כּולל ריזידזשואַל סאַלוואַנט, אַן נאָך וואַסער קאָואַגיאַליישאַן וואַנע איז מוסיף צו אַ טיפּיש עלעקטראָספּינינג מיטל, ווי געוויזן אין פיגורע 2אַ.אין דערצו, די וואַסער וואַנע קענען אויך נוצן די ראַם צו זאַמלען די קאָאַגולאַטעד ריין פּבס פיברע מאַטע, וואָס איז אַנדערש פון די האַרט מאַטריץ אין די טראדיציאנעלן באַשטעטיקן (פיגורע 2 ב).[7] די דורכשניטלעך פיברע דיאַמעטערס פון די מיקראָפיבער און נאַנאָפיבער מאַץ זענען ריספּעקטיוולי 2.25 און 0.51 μm, און די דורכשניטלעך פּאָרע דיאַמעטערס זענען ריספּעקטיוולי 13.1 און 3.5 μm (פיגורע 2c, ד).ווי די 9: 1 טשלאָראָפאָרם / עטאַנאָל סאַלוואַנט יוואַפּערייץ געשווינד נאָך זיין באפרייט פון די נעזל, די וויסקאָסיטי חילוק צווישן 11 און 12 ווט% סאַלושאַנז ינקריסיז ראַפּאַדלי (פיגורע ס 1, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).[7] דעריבער, אַ קאַנסאַנטריישאַן חילוק פון בלויז 1 ווט% קענען פאַרשאַפן אַ באַטייטיק ענדערונג אין פיברע דיאַמעטער.
איידער קאָנטראָלירן די פילטער פאָרשטעלונג (Figure S2, שטיצן אינפֿאָרמאַציע), אין סדר צו פאַרגלייַכן פאַרשידן פילטערס גלייַך, ילעקטראָוספּון נאַנוואָווז פון נאָרמאַל גרעב זענען מאַניאַפאַקטשערד, ווייַל די גרעב איז אַ וויכטיק פאַקטאָר וואָס אַפעקץ די דרוק חילוק און פילטריישאַן עפעקטיווקייַט פון די פילטער פאָרשטעלונג.זינט נאַנוואָווען זענען ווייך און פּאָרעז, עס איז שווער צו באַשטימען די גרעב פון עלעקטראָספּון נאַנוואָווען גלייַך.די גרעב פון די שטאָף איז בכלל פּראַפּאָרשאַנאַל צו די ייבערפלאַך געדיכטקייַט (וואָג פּער אַפּאַראַט געגנט, יקער וואָג).דעריבער, אין דעם לערנען, מיר נוצן יקער וואָג (גמ-2) ווי אַ עפעקטיוו מאָס פון גרעב.[8] די גרעב איז קאַנטראָולד דורך טשאַנגינג די ילעקטראָוספּיננינג צייט, ווי געוויזן אין פיגורע 2e.ווען די ספּיננינג צייט ינקריסיז פון 1 מינוט צו 10 מינוט, די גרעב פון די מיקראָפיבער מאַטע ינקריסיז צו 0.2, 2.0, 5.2 און 9.1 גם-2 ריספּעקטיוולי.אין דער זעלביקער וועג, די גרעב פון די נאַנאָפיבער מאַטע איז ריספּעקטיוולי געוואקסן צו 0.2, 1.0, 2.5 און 4.8 גם-2.מיקראָפיבער און נאַנאָפיבער מאַץ זענען דעזיגנייטיד דורך זייער גרעב וואַלועס (גם-2) ווי: M0.2, M2.0, M5.2 און M9.1, און N0.2, N1.0, N2.5 און N4. 8.
די לופט דרוק חילוק (ΔP) פון די גאנצע מוסטער איז אַ וויכטיק גראדן פון פילטער פאָרשטעלונג.[9] ברידינג דורך אַ פילטער מיט אַ הויך דרוק קאַפּ איז ומבאַקוועם פֿאַר די באַניצער.געוויינטלעך, עס איז באמערקט אַז די דרוק קאַפּ ינקריסיז ווי די גרעב פון די פילטער ינקריסיז, ווי געוויזן אין פיגורע ס 3, שטיצן אינפֿאָרמאַציע.די נאַנאָפיבער מאַטע (N4.8) ווייזט אַ העכער דרוק קאַפּ ווי די מיקראָפיבער (M5.2) מאַטע אין אַ פאַרגלייַכלעך גרעב ווייַל די נאַנאָפיבער מאַטע האט קלענערער פּאָרעס.ווי די לופט פּאַסיז דורך די פילטער מיט אַ גיכקייַט צווישן 0.5 און 13.2 מס-1, די דרוק קאַפּ פון די צוויי פאַרשידענע טייפּס פון פילטערס ביסלעכווייַז ינקריסיז פון 101 פּאַ צו 102 פּאַ. די גרעב זאָל זיין אָפּטימיזעד צו באַלאַנסירן די דרוק קאַפּ און PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט;אַ לופט גיכקייַט פון 1.0 מס-1 איז גלייַך ווייַל די צייט עס נעמט פֿאַר מענטשן צו אָטעמען דורך די מויל איז וועגן 1.3 מס-1.[10] אין דעם אַכטונג, די דרוק קאַפּ פון M5.2 און N4.8 איז פּאַסיק ביי אַ לופט גיכקייַט פון 1.0 מס-1 (ווייניקער ווי 50 פּאַ) (פיגורע ס 4, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).ביטע טאָן אַז די דרוק קאַפּ פון N95 און ענלעך קאָרעיִש פילטער נאָרמאַל (KF94) מאַסקס איז 50 צו 70 פּאַ ריספּעקטיוולי.ווייַטער CsW פּראַסעסינג און מיקראָ / נאַנאָ פילטער ינאַגריישאַן קענען פאַרגרעסערן לופט קעגנשטעל;דעריבער, אין סדר צו צושטעלן דרוק קאַפּ גרענעץ, מיר אַנאַלייזד N2.5 און M2.0 איידער אַנאַלייזינג M5.2 און N4.8.
אין אַ ציל לופט גיכקייַט פון 1.0 מס-1, די באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט פון PM1.0, PM2.5 און PM10 פון PBS מיקראָפיבער און נאַנאָפיבער מאַץ איז געלערנט אָן סטאַטיק אָפּצאָל (פיגורע ס 5, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).עס איז באמערקט אַז די PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט ינקריסיז בכלל מיט די פאַרגרעסערן אין גרעב און PM גרייס.די באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט פון N2.5 איז בעסער ווי M2.0 רעכט צו זיין קלענערער פּאָרעס.די באַזייַטיקונג יפעקטיוונאַס פון M2.0 פֿאַר PM1.0, PM2.5 און PM10 זענען ריספּעקטיוולי 55.5%, 64.6% און 78.8%, בשעת די ענלעך וואַלועס פון N2.5 זענען 71.9%, 80.1% און 89.6% (פיגורע) 2f).מיר באמערקט אַז די ביגאַסט חילוק אין עפעקטיווקייַט צווישן M2.0 און N2.5 איז PM1.0, וואָס ינדיקייץ אַז די פיזיש סיווינג פון די מיקראָפיבער ייגל איז עפעקטיוו פֿאַר מייקראַן-מדרגה PM, אָבער איז נישט עפעקטיוו פֿאַר נאַנאָ-מדרגה PM (פיגורע) S6, שטיצן אינפֿאָרמאַציע)., M2.0 און N2.5 ביידע ווייַזן אַ נידעריק PM כאַפּן פיייקייט פון ווייניקער ווי 90%.אין אַדישאַן, N2.5 קען זיין מער סאַסעפּטאַבאַל צו שטויב ווי M2.0, ווייַל שטויב פּאַרטיקאַלז קענען לייכט פאַרשפּאַרן די קלענערער פּאָרעס פון N2.5.אין דער אַוועק פון סטאַטיק אָפּצאָל, פיזיש סיווינג איז לימיטעד אין זייַן פיייקייט צו דערגרייכן די פארלאנגט דרוק קאַפּ און באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט אין דער זעלביקער צייט ווייַל פון די האַנדל-אַוועק שייכות צווישן זיי.
עלעקטראָסטאַטיק אַדסאָרפּטיאָן איז די מערסט וויידלי געניצט אופֿן צו כאַפּן PM אויף אַ עפעקטיוו שטייגער.[11] בכלל, סטאַטיק אָפּצאָל איז פאָרסאַבלי געווענדט צו די ניט-וואָווען פילטער דורך אַ הויך-ענערגיע עלעקטריק פעלד;אָבער, דעם סטאַטיק אָפּצאָל איז לייכט דיסאַפּייטיד אונטער פייַכט טנאָים, ריזאַלטינג אין די אָנווער פון PM כאַפּן פיייקייט.[4] ווי אַ ביאָ-באזירט מאַטעריאַל פֿאַר ילעקטראָוסטאַטיק פילטריישאַן, מיר באַקענענ 200 נם לאַנג און 40 נם ברייט CsW;רעכט צו זייער אַמאָוניאַם גרופּעס און פּאָליאַר אַמידע גרופּעס, די נאַנאָווהיסקערס אַנטהאַלטן שטענדיק קאַטיאָניק טשאַרדזשיז.די בנימצא positive אָפּצאָל אויף די ייבערפלאַך פון קסוו איז רעפּריזענטיד דורך זייַן זעטאַ פּאָטענציעל (זפּ);CsW איז דיספּערסט אין וואַסער מיט אַ pH פון 4.8, און זייער ZP איז געפֿונען צו זיין +49.8 מוו (פיגורע S7, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).
CsW-קאָוטאַד פּבס מיקראָפיבער (טשמס) און נאַנאָפיבער (טשנס) זענען צוגעגרייט דורך פּשוט טונקען קאָוטינג אין 0.2 ווט% קסוו וואַסער דיספּערשאַן, וואָס איז די צונעמען קאַנסאַנטריישאַן צו צוטשעפּען די מאַקסימום סומע פון קסוו צו די ייבערפלאַך פון פּבס פייבערז, ווי געוויזן אין די פיגור געוויזן אין פיגורע 3 אַ און פיגורע ס 8, שטיצן אינפֿאָרמאַציע.די ניטראָגען ענערגיע דיספּערסיוו X-Ray ספּעקטראָסקאָפּי (עדס) בילד ווייזט אַז די ייבערפלאַך פון די PBS פיברע איז יונאַפאָרמלי קאָוטאַד מיט CsW פּאַרטיקאַלז, וואָס איז אויך קענטיק אין די סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ (SEM) בילד (פיגורע 3 ב; פיגורע S9, שטיצן אינפֿאָרמאַציע) .אין אַדישאַן, דעם קאָוטינג אופֿן ינייבאַלז באפוילן נאַנאָמאַטעריאַלס צו פיינלי ייַנוויקלען די פיברע ייבערפלאַך, און דערמיט מאַקסאַמייזינג די ילעקטראָוסטאַטיק PM באַזייַטיקונג פיייקייט (פיגורע ס 10, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).
די PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט פון ChM און ChN איז געלערנט (פיגורע 3c).M2.0 און N2.5 זענען קאָוטאַד מיט CsW צו פּראָדוצירן ChM2.0 און ChN2.5 ריספּעקטיוולי.די באַזייַטיקונג יפעקטיוונאַס פון ChM2.0 פֿאַר PM1.0, PM2.5 און PM10 זענען ריספּעקטיוולי 70.1%, 78.8% און 86.3%, בשעת די ענלעך וואַלועס פון ChN2.5 זענען ריספּעקטיוולי 77.0%, 87.7% און 94.6%.די CsW קאָוטינג זייער ימפּרוווז די באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט פון M2.0 און N2.5, און די ווירקונג באמערקט פֿאַר אַ ביסל קלענערער PM איז מער באַטייטיק.אין באַזונדער, טשיטאָסאַן נאַנאָווהיסקערס געוואקסן די באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט פון M2.0 ס PM0.5 און PM1.0 מיט 15% און 13% ריספּעקטיוולי (פיגורע ס 11, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).כאָטש M2.0 איז שווער צו ויסשליסן די קלענערער PM1.0 רעכט צו זיין לעפיערעך ברייט פיבריל ספּייסינג (פיגורע 2c), ChM2.0 אַדסאָרבז PM1.0 ווייַל די קאַטיאָנס און אַמידעס אין CsWs פאָרן דורך יאָן-יאָן, קאַפּלינג פּאָול-יאָן ינטעראַקשאַן , און דיפּאָלע-דיפּאָלע ינטעראַקשאַן מיט שטויב.רעכט צו זיין CsW קאָוטינג, די PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט פון ChM2.0 און ChN2.5 איז ווי הויך ווי די פון טיקער M5.2 און N4.8 (טאַבלע S3, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).
ינטערעסטינגלי, כאָטש די PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט איז זייער ימפּרוווד, די CsW קאָוטינג קוים אַפעקץ די דרוק קאַפּ.די דרוק קאַפּ פון ChM2.0 און ChN2.5 געוואקסן אַ ביסל צו 15 און 23 פּאַ, כּמעט האַלב די פאַרגרעסערן באמערקט פֿאַר M5.2 און N4.8 (פיגורע 3 ד; טיש ס 3, שטיצן אינפֿאָרמאַציע).דעריבער, קאָוטינג מיט ביאָ-באזירט מאַטעריאַלס איז אַ פּאַסיק אופֿן צו טרעפן די פאָרשטעלונג רעקווירעמענץ פון צוויי יקערדיק פילטערס;אַז איז, PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט און לופט דרוק חילוק, וואָס זענען מיוטשואַלי ויסשליסיק.אָבער, די PM1.0 און PM2.5 באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט פון ChM2.0 און ChN2.5 זענען ביידע נידעריקער ווי 90%;דאָך, די פאָרשטעלונג דאַרף זיין ימפּרוווד.
אַ ינאַגרייטיד פילטריישאַן סיסטעם קאַמפּאָוזד פון קייפל מעמבריינז מיט ביסלעכווייַז טשאַנגינג פיברע דיאַמעטערס און פּאָרע סיזעס קענען סאָלווע די אויבן פּראָבלעמס [12].די ינאַגרייטיד לופט פילטער האט די אַדוואַנטידזשיז פון צוויי פאַרשידענע נאַנאָפייבערס און סופּערפינע פיברע נעצן.אין דעם אַכטונג, ChM און ChN זענען פשוט סטאַקט צו פּראָדוצירן ינאַגרייטיד פילטערס (ינט-מנס).למשל, Int-MN4.5 איז צוגעגרייט מיט ChM2.0 און ChN2.5, און זייַן פאָרשטעלונג איז קאַמפּערד מיט ChN4.8 און ChM5.2 וואָס האָבן ענלעך שטח געדיכטקייַט (ד"ה גרעב).אין דער PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט עקספּערימענט, די אַלטראַפיין פיברע זייַט פון Int-MN4.5 איז געווען יקספּאָוזד אין די שטויביק צימער ווייַל די אַלטראַפיין פיברע זייַט איז געווען מער קעגנשטעליק צו קלאָגינג ווי די נאַנאָפיבער זייַט.ווי געוויזן אין פיגורע 4אַ, Int-MN4.5 ווייזט בעסער PM באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט און דרוק חילוק ווי צוויי איין-קאָמפּאָנענט פילטערס, מיט אַ דרוק קאַפּ פון 37 פּאַ, וואָס איז ענלעך צו ChM5.2 און פיל נידעריקער ווי ChM5.2 ChN4.8. אין דערצו, די PM1.0 באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט פון Int-MN4.5 איז 91% (פיגורע 4ב).אויף די אנדערע האַנט, ChM5.2 האט נישט ווייַזן אַזאַ אַ הויך PM1.0 באַזייַטיקונג עפעקטיווקייַט ווייַל די פּאָרעס זענען גרעסערע ווי די פון Int-MN4.5.
פּאָסטן צייט: נאוועמבער-03-2021
