银纳米纤维膜用于室内空气净化处理

  • 发布时间:2025.03.18
  • 作者:wemaxnano

在当今社会,空气污染已成为一个严峻的问题,尤其是室内空气污染,正悄然威胁着人们的健康。你是否想过,我们每天身处的室内环境,看似舒适,却可能隐藏着各种污染物?从厨房烹饪产生的油烟,到家具释放的挥发性有机化合物,再到空气中漂浮的细菌和真菌,这些看不见的 “杀手” 时刻影响着我们的生活质量。据研究,人们约 80% 以上的时间都在室内度过,室内空气质量的优劣直接关系到我们的健康。今天,我们就来探讨一种新型材料 空气净化材料—— 银纳米纤维膜,它或许能为我们带来新的希望。

静电纺丝装置微迈-银纳米纤维膜用于室内空气净化处理1
 

 

一:银纳米纤维膜的制备

本研究采用静电纺丝技术制备了银纳米纤维膜。静电纺丝技术是一种能够制备具有高比表面积和可控纤维直径的纳米纤维膜的方法,广泛应用于空气过滤和生物医学领域。通过将银纳米颗粒(AgNPs)嵌入聚合物基体中,制备出具有抗菌性能的纳米纤维膜。实验中,研究者选择了聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为基体材料,通过调整AgNPs的含量和电纺丝工艺参数,优化了纳米纤维膜的性能。

静电纺丝装置微迈-电纺丝技术制备银纳米纤维膜图1

图1. 电纺丝技术制备银纳米纤维膜

 

二:银纳米颗粒的抗菌机制

银纳米颗粒具有卓越的抗菌性能,这使其在医疗、环保等领域备受关注。从物理化学特性来看,银纳米颗粒的尺寸、形状和组成对其抗菌活性有着关键影响。一般而言,较小尺寸的银纳米颗粒更易于穿透细菌的细胞膜,发挥抗菌作用。研究发现,粒径小于 30nm 的银纳米颗粒对革兰氏阳性细菌具有较高的抗菌活性,而 10 - 15nm 的银纳米颗粒对革兰氏阴性细菌更为有效。其抗菌机制主要包括破坏细菌细胞膜的完整性,使细胞内容物泄漏;攻击细胞内的细胞器,干扰细胞正常代谢;诱导细胞内活性氧(ROS)的产生,导致细胞氧化应激损伤,最终致使细菌死亡。

 

三:银纳米纤维膜的空气过滤性能

研究者通过实验评估了银纳米纤维膜对细菌、真菌和细颗粒物的过滤效率。实验结果显示,银纳米纤维膜的过滤效率随着AgNPs含量的增加而显著提高,实际和理论的抗菌效率测试显示,最大抗菌效率为98.33%,抗真菌效率为99.86%。此外,银纳米纤维膜在高微生物负荷下仍能保持较高的抗菌效率,表明其在实际应用中具有良好的稳定性和可靠性。

静电纺丝装置微迈-膜形成及微生物捕获示意图2
图2. 膜形成及微生物捕获示意图

 

四:银纳米纤维膜的应用前景

与传统空气过滤材料相比,银纳米纤维膜不仅具有更高的过滤效率,还能有效杀死空气中的微生物,减少二次污染的风险。在室内空气净化领域,它可以集成到各种空气过滤设备中,如家用空气净化器、新风系统等,有效去除空气中的细菌、真菌、病毒和有害颗粒,为人们提供清洁健康的室内空气环境。在医疗场所,如医院、诊所等,银纳米纤维膜的高效抗菌性能能够显著降低空气中微生物的浓度,减少交叉感染的风险,保障患者和医护人员的健康。在工业生产中,对于一些对空气质量要求较高的生产车间,如电子芯片制造、食品加工等行业,银纳米纤维膜也能发挥重要作用,确保生产环境的洁净。

 

查阅链接:https://doi.org/10.1016/j.scca.2025.100056

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