Ученые разработали воздушный фильтр, уничтожающий вирусы
Ученые и инженеры из Кембриджа создали новый углеродный наноматериал для воздушных фильтров, способный улавливать и уничтожать различные вирусы, включая животный коронавирус — близкого родственника SARS-CoV-2.
Прототип, разработанный и протестированный междисциплинарной командой из Boies Group (Инженерный факультет) совместно с коллегами из факультетов материаловедения и металлургии, а также патологии, оснащен ультратонкими электропроводящими мембранами из углеродных нанотрубок. Эта новая проводящая фильтрующая мембрана позволяет одновременно фильтровать и обеззараживать вирусы с помощью термических вспышек за счет резистивного нагрева до температур выше 100°C, деактивируя вирусы, включая бетакоронавирус, за секунды.
Многофункциональный фильтр особенно полезен для борьбы с распространением воздушно-капельных заболеваний в замкнутых пространствах, таких как машины скорой помощи, больницы, досуговые и образовательные центры. Его можно использовать как автономный блок или в составе систем отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC). Результаты, включая данные испытаний на инфекционность вирусов, подкрепленные теоретическим моделированием, опубликованы в журнале Carbon.
Фильтр представляет собой новый класс проводящих фильтрующих сред с электрической функциональностью, способный к массовому производству. Его эффективность фильтрации и воздухопроницаемость соответствуют коммерческим фильтрам HEPA (высокоэффективное удержание частиц). Он эффективно улавливает респираторные капли жидкости — переносчики многих вирусов, включая коронавирусы, — которые образуются при кашле, разговоре и дыхании и остаются в воздухе часами, перемещаясь на десятки метров в замкнутых пространствах. Именно эти частицы способствуют высокому уровню заражения в закрытых и людных местах.
Инновационный материал из углеродных нанотрубок, созданный по уникальному процессу, изобретенному в университете, также является основой инициативы ANAM, финансируемой EPSRC, которая направлена на раскрытие коммерческого потенциала углеродных нанотрубок.
Аспирант Лирон Иссман заявил: «На основе знаний, полученных в рамках этого проекта (результата гранта Innovate UK), было разработано несколько рабочих прототипов, демонстрирующих способность фильтра очищать 99% воздуха в небольшой комнате или машине скорой помощи за 10–20 минут. Были начаты несколько проектов промышленного сотрудничества с ведущими мировыми компаниями по производству воздушных фильтров, чтобы внедрить этот материал в передовые приложения для борьбы с COVID-19 и другими патогенами, передающимися по воздуху.
Для удовлетворения рыночного спроса наш уникальный процесс коммерчески масштабируется компанией Q-Flo Limited, дочерним предприятием Кембриджского университета, для первоначального производства более 100 000 м2/год мембранного материала. Преимущества этих проводящих фильтрующих материалов заключаются в низком сопротивлении потоку, высокой эффективности улавливания и возможностях дополнительного нагрева и сенсорики».