港大研發納米空氣濾芯 過濾0.3微米顆粒

20200921
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港大土木工程系學生團隊研發新型納米纖維口罩。(港大供圖)
新冠肺炎疫情持續,佩戴口罩已成為日常生活的一部分,香港大學土木工程系本科生張峻偉和勞恩彤領導的團隊,成功利用靜電紡絲技術開發一種新型空氣濾芯,該濾芯由大量納米纖維構成,透氣度高之餘,更可過濾小至0.3微米顆粒物,表現比市面上的濾芯及即棄口罩更顯著,並可應用於可重用口罩及其他空氣過濾產品。
市面上的口罩大多用熔噴布作為過濾層的材料,但構成熔噴布的纖維粗細且不均勻,使用壽命短暫;熔噴布在過濾細菌、病毒等微小顆粒與污染物時,效果亦不理想。
團隊在該系教授湯初陽和博士郭浩的指導下,研究運用靜電紡絲技術紡織納米纖維作爲新型過濾材料。此材料所採用的納米纖維直徑,比熔噴纖維的微米級直徑更細,這種納米纖維濾材孔隙率高於80%,可有效降低空氣過濾阻力。
研究團隊設計了一款「三文治」結構的納米纖維濾芯,有效提高其過濾性能。該結構由兩層疏水層,以及一層中間過濾層組成。外層由直徑800到1,000納米的粗纖維構成,為濾芯提供足夠的機械支撐。外層的疏水特性也可有效阻隔水分,保護中間過濾層免受水分潤濕影響。中間過濾層由直徑100到400納米的細纖維構成,細小的孔徑可以有效捕捉空氣中細小顆粒物與污染物。
濾芯只需通過簡單的清洗與烘乾,就可重複使用,以減少使用即棄口罩。實驗證明,新濾芯對於0.3微米的顆粒,去除率高達9成以上,但普通口罩則不到5成。該研究獲得港大工程學院COVID-19行動種子基金及院長創新與創業基金支持,此發明已經申請美國專利。團隊期望尋求商業合作,令發明商品化。
《香港疫慌》專頁: http://hk.on.cc/fea/hkdisease