Китайские ученые создали материал который почти мгновенно обеззараживает воздух
Новый материал представляет собой трехмерный массив на основе металл-органических каркасов, или MOF-структур, с двумя металлами — кобальтом и медью. Ученые изготовили его на медной сетке, которая хорошо проводит электричество и пропускает воздух.
Источник: Новости науки. Иллюстрация сделана с помощью трансформера.
МОСКВА, 16 апреля. /Новости науки/. Исследователи из Океанического университета Китая создали новый материал для обеззараживания воздуха, который уничтожает бактерии с эффективностью 99,51% всего за 0,0026 секунды. Разработка может использоваться в системах очистки воздуха и кондиционерах для помещений, сообщается в журнале Engineering.
Новый материал представляет собой трехмерный массив на основе металл-органических каркасов, или MOF-структур, с двумя металлами — кобальтом и медью. Ученые изготовили его на медной сетке, которая хорошо проводит электричество и пропускает воздух.
Авторы объясняют, что задача была в том, чтобы создать недорогой и эффективный материал для быстрой стерилизации воздуха на фоне растущего загрязнения и риска распространения бактерий. Для этого они сделали ставку на сочетание двух подходов: сложной трехмерной структуры и биметаллического состава.
Лучший результат показал материал с обозначением 0.3Co-MOF/Cu@Cu. Исследования показали, что он отличается хорошей устойчивостью к воде, высокой проводимостью и быстрыми электрохимическими реакциями.
По строению материал напоминает «волчьи клыки»: он состоит из наностержней, покрытых тонкими нанолистами. Такая форма дает большую площадь поверхности, а значит, больше активных участков, на которых идут реакции. Кроме того, структура облегчает перенос электронов, что важно для работы системы.
Для проверки эффективности ученые использовали кишечную палочку Escherichia coli как модельную бактерию. Испытания проводили при влажности воздуха 65%, скорости потока 1,5 метра в секунду и переменном напряжении 24 вольта. При таких условиях материал обеззараживал воздух почти полностью.
Механизм работы оказался двойным. С одной стороны, электрическое поле повреждает оболочку бактериальных клеток — этот эффект называется электропорацией. С другой стороны, на поверхности материала образуются активные формы кислорода, прежде всего супероксид-анионы, которые дополнительно разрушают бактерии изнутри и снаружи.
Ученые отмечают, что в процессе также увеличивается концентрация отрицательных аэроионов в воздухе, что потенциально может улучшать качество воздуха в помещении.
По мнению авторов, новая разработка интересна тем, что сочетает высокую эффективность, низкое рабочее напряжение и очень короткое время обработки воздуха. Это делает ее перспективной для практического применения в системах очистки воздуха внутри зданий.
Новый материал представляет собой трехмерный массив на основе металл-органических каркасов, или MOF-структур, с двумя металлами — кобальтом и медью. Ученые изготовили его на медной сетке, которая хорошо проводит электричество и пропускает воздух.
Авторы объясняют, что задача была в том, чтобы создать недорогой и эффективный материал для быстрой стерилизации воздуха на фоне растущего загрязнения и риска распространения бактерий. Для этого они сделали ставку на сочетание двух подходов: сложной трехмерной структуры и биметаллического состава.
Лучший результат показал материал с обозначением 0.3Co-MOF/Cu@Cu. Исследования показали, что он отличается хорошей устойчивостью к воде, высокой проводимостью и быстрыми электрохимическими реакциями.
По строению материал напоминает «волчьи клыки»: он состоит из наностержней, покрытых тонкими нанолистами. Такая форма дает большую площадь поверхности, а значит, больше активных участков, на которых идут реакции. Кроме того, структура облегчает перенос электронов, что важно для работы системы.
Для проверки эффективности ученые использовали кишечную палочку Escherichia coli как модельную бактерию. Испытания проводили при влажности воздуха 65%, скорости потока 1,5 метра в секунду и переменном напряжении 24 вольта. При таких условиях материал обеззараживал воздух почти полностью.
Механизм работы оказался двойным. С одной стороны, электрическое поле повреждает оболочку бактериальных клеток — этот эффект называется электропорацией. С другой стороны, на поверхности материала образуются активные формы кислорода, прежде всего супероксид-анионы, которые дополнительно разрушают бактерии изнутри и снаружи.
Ученые отмечают, что в процессе также увеличивается концентрация отрицательных аэроионов в воздухе, что потенциально может улучшать качество воздуха в помещении.
По мнению авторов, новая разработка интересна тем, что сочетает высокую эффективность, низкое рабочее напряжение и очень короткое время обработки воздуха. Это делает ее перспективной для практического применения в системах очистки воздуха внутри зданий.
