东华大学覃小红、王黎明团队Small：多尺度纳米结构纤维网络高性能、自杀菌和可回收口罩

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空气中的颗粒污染物已经造成了严重的公共健康问题。尤其在COVID-19大流行期间，全球对高性能口罩的需求显著增长。然而现有口罩存在PM_0.3/病原体拦截效率低、透气性差、纤维原料消耗大、无法重复使用和回收利用等问题。

近期，东华大学覃小红、王黎明团队通过无针式静电纺丝-喷涂成网技术构建了多尺度纳米纤维/碳纳米管（NF/CNT）网络（图1a），将良好分散的CNT网络（直径≈25 nm）逐层“焊接”在纳米纤维（直径＞100 nm）支架上。优化的NF/CNT网络具有窄分布微孔( ≈ 400 nm)、“自由分子流”行为和静电吸附特性，展现出优异的过滤效率(99.994%的PM_0.3去除率)和阻力(＜0.05%大气压)。此外，由于独特的多尺度纳米结构，NF/CNT网络还具有可靠的光热自杀菌和电热自杀菌能力。在1 sun辐照下5 min大肠杆菌杀菌率＞99.986%。在无光条件下2 min电热大肠杆菌杀菌率＞99.9999%。更为重要的是，弃后的NF/CNT网络口罩可以作为高性能光热水蒸发器蒸完全回收，用于海水淡化 (3.56 L m⁻² d⁻¹)。这项工作为减少疾病传播和资源消耗、减轻环境负担提供一种解决方案（图2）。

图1  NF/CNT网络制备

图2 多尺度纳米结构纤维网络高性能、自杀菌和可回收口罩

该工作以“Multi-Scale Nanoarchitectured Fibrous Networks for High-Performance, Self-Sterilization, and Recyclable Face Masks”为题发表在《Small》上（doi/10.1002/smll.202105570）。文章第一作者是东华大学熊健博士。通讯作者为王黎明研究员和覃小红教授。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202105570

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