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防雾霾窗纱:“不用电”的空气净化“器”

发布日期:2021-09-30 00:53   来源:未知   阅读:

  曾几何时,雾霾成了萦绕在京城上空不散的阴影,时不时伸出魔爪搅和一下人们头顶上的那片湛蓝,之后就仓皇而逃。在过去一个多月里,北京市已经发布了多次空气重污染蓝色预警。每每雾霾现身,人们就会紧闭门窗、减少外出、佩戴口罩一系列防护措施为的就是挡住那直径小于2.5微米颗粒物的“进攻”。然而,门窗的紧闭虽然挡住了PM2.5,却也阻挡了空气的流通,使室内空气没法得到及时循环。

  俗话说,“公说公有理,婆说婆有理。”这样的雾霾天气究竟能不能开窗,渐渐在人们的心头烙下了疑问,有没有一种方法可以既能开窗换气,又能阻挡雾霾进入呢?

  此前,美国斯坦福大学研究人员利用纳米技术研制出一种低成本的滤网,把聚丙烯腈(一种常用于手术手套的材料)纺成直径为头发丝千分之一粗细的极微小纤维,然后将纤维制成薄膜,覆盖在纱网上。它既能捕获99%的颗粒物(尘埃、煤尘和其他对肺部有害的颗粒),又能保持77%的透明度。据研究人员估计,在重污染情况下,这样的纱窗可以连续300多个小时捕获空气中的颗粒物。然而细小的颗粒物在纱窗上的附着力非常强,无法冲洗掉,最终滤网变得不透明,用完之后就只能简单扔掉。由此既增加了使用成本,又给周围环境带来一定的净化压力。

  近期,一种新型“防雾霾窗纱”通过了北京市理化分析测试中心等检测机构验收,逐渐进入了人们的视野。这是由清华大学核能与新能源技术研究院王玉兰研究团队利用核孔膜技术的研究成果。实验结果表明,这种窗纱对于PM2.5的阻隔效率达到98%以上,并且颗粒物并不是完全吸附在薄膜上,有部分的颗粒物在被阻挡之后“弹跳”下来,整个过程中利用的是物理阻隔,并不涉及化学反应失效的问题。

  核孔膜,是王玉兰从事多年的研究方向,也是我国从1986年开始研究的一种新型微孔滤膜。这种膜是利用高能加速器加速的重带电粒子穿透有机高分塑料薄膜,在粒子经过的路径上留下一条狭窄的辐照损伤通道。这条通道经过敏化后,用适当的化学试剂蚀刻,就可以把薄膜上的辐射损伤通道变成直通孔。通过控制加速器的辐照条件和蚀刻条件,就可以得到不同孔密度和孔径、孔型的核孔膜。

  在外行人看来,有了现成的核孔膜,是不是可以直接把膜拼接到窗户上了呢?其实不然!

  在国外,核孔膜通常都是应用在尖端科技上,价格非常昂贵,每平方米的价格通常在万元以上。“如果不解决大规模的产量化问题,要想把核孔膜用在民用产品上基本上是不太可能的。”经过实验人员的技术攻关,王玉兰团队已经实现了核孔膜价格的大大降低,目前价格仅为原来的1/100。

  “在实验室里,把一片膜的孔径精度、孔型控制得特别好,是没有什么问题;但是要在几百万平方米的生产中,都保证高质量的孔径、孔型精度,就需要攻克很多技术难题。” 王玉兰说,在整个过程中,对于孔径、孔型的控制精度要求很高,并且需要辅以膜表面及孔壁的改性处理,每个细节的完美处理都是高效防霾效果的重要保障。除了挡霾,如何实现气体的畅通无阻也是个技术活儿。“这些问题都研究透了,才有可能保证最终产品的效果。”

  在北京市理化分析测试中心,进行试验的神奇“防雾霾窗纱”看上去跟家里用的普通纱窗并没有什么明显特殊之处。但是与普通纱窗不同的是,这薄薄的一层膜上布满了肉眼看不到的小孔。北京市理化分析测试中心环境污染分析与控制研究室主任王欣欣说:“每平方厘米大概密布着上百万个分子级的小孔。”分子级的小孔只允许分子通过,因此PM2.5等细小颗粒物会被薄膜挡住,同时又不影响二氧化碳等分子成分的通过。

  由于这个膜非常薄,因此具有较好的透气性能,可以高效地进行室内外气体交换,甲醛、苯系物等有害气体在室内浓度较高的情况,也可以透过小孔穿透到室外,营造室内清新的空气环境。

  王欣欣介绍说:“目前,我们对于这款产品使用寿命的保守估计是一年以上。但是至于一年之后用不用清洗或者是更换,我们还需要继续做评价试验,比如说通过水壶喷洒评价一下清洗效果,这样可以帮助消费者节约更换的成本。”

  “像现在用的空气净化器,雾霾是先进入到房间里,再进行净化;而这种窗纱是直接将雾霾挡在了外边。河南一打工妹手卷入绞肉机 两个半小时脱险(图),如果防雾霾的窗纱与空气净化器配合使用,肯定能进一步提高空气净化的水平626969澳门资料大全正版,” 王欣欣说,与空气净化器相比,窗纱的使用寿命前景更为可观,其完全依靠自然界存在的物理原理,整个产品环境更为友好。(鲁淑桢)

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