呼吸面罩是在公眾活動期間保護個人免受飛沫和顆粒物等空氣傳播危害的主要且最有效的手段。然而，傳統的帶靜電熔噴超細纖維口罩通常需要厚而致密的薄膜才能實現高過濾效率，這反過來會導致顯著的壓降并降低透氣性。
在這項研究中，韓國科學技術院Il-Doo Kim開發了一種多重靜電紡絲系統，通過操縱納米纖維網絡的孔隙結構來解決這個問題，包括使用通過電場引導靜電紡絲裝置產生的單軸排列納米纖維。
文章要點
1）與常見的隨機收集的微纖維膜相比，部分排列的雙納米纖維膜是通過靜電紡絲隨機的 150 nm 納米纖維基層和單軸排列的 450 nm 納米纖維間隔層在卷對卷收集器上制成的，提供了調節納米纖維膜孔結構的有效方法。
2）值得注意的是，具有亞微米孔隙結構的雙納米纖維結構表現出纖維密度增加和體積密度降低，從而使過濾效率提高97%以上，壓降降低50%。這導致最高品質因數為 0.0781。此外，納米纖維網絡內的亞微米孔隙結構引入了額外的篩分過濾機制，確保在高濕度條件下甚至在用70%乙醇溶液洗滌后仍具有優異的過濾效率。
3）納米纖維口罩為保護人類呼吸系統提供了可持續的解決方案，因為它可以有效過濾和滅活人類冠狀病毒，同時使用的聚合物材料比熔噴過濾器少130倍。我們的過濾器的可重復使用性及其對聚合材料的最少使用將顯著減少塑料廢物，從而實現可持續的全球社會。
參考文獻
Jaehyeong Bae, et al, Advancing Breathability of Respiratory Nanofilter by Optimizing Pore Structure and Alignment in Nanofiber Networks, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c06060
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c06060
