新型空气过滤器可捕获多种污染物

由玉米蛋白而不是石油产品制成的空气过滤器可以同时捕获小颗粒以及甲醛等有毒化学物质，而目前的空气过滤器无法捕获。

这项研究可能会导致更好的空气净化器，特别是在世界上空气质量非常差的地区。华盛顿州立大学的工程师在《分离和纯化技术》杂志上报告了这种生物基过滤器材料的设计和测试。

“颗粒物的过滤并不具有挑战性，但同时捕获各种化学气体分子，这更重要，”华盛顿州立大学机械与材料工程学院教授，该论文的通讯作者Katie Zhong说。“这些基于蛋白质的空气过滤材料应该非常有前途，可以捕获多种空气污染物。

空气质量差是哮喘、心脏病和肺癌等疾病的一个因素。商用空气净化器可去除烟尘、烟雾或汽车尾气中的微小颗粒，这些颗粒可能直接吸入肺部，但空气污染通常还含有其他有害的气态分子，如一氧化碳、甲醛和其他挥发性有机化合物。

对于微米大小的孔，典型的高效微粒空气过滤器，也称为HEPA过滤器，可以捕获小颗粒，但不能捕获气态分子。钟说，它们通常由石油产品和玻璃制成，当旧过滤器被扔掉时，会导致二次污染。

WSU研究人员开发了一种由玉米蛋白纤维制成的更环保的空气过滤器，能够同时捕获99.5%的小颗粒物，类似于商用HEPA过滤器，以及87%的甲醛，这高于专门为这些类型的有毒物质设计的空气过滤器。

研究人员选择玉米进行研究，因为它在美国作为农产品丰富。玉米蛋白也是疏水的，这意味着这种蛋白质排斥水，可以在潮湿的环境中(如面罩)很好地工作。

玉米蛋白中的氨基酸被称为官能团。当暴露在蛋白质表面时，这些官能团就像多只手一样，抓住有毒的化学分子。研究人员通过在蛋白质表面暴露一个官能团来证明这一点，在那里它抓住了甲醛。他们推测，蛋白质的进一步重排可以发展出一组触手状的官能团，可以从空气中抓取各种化学物质。

“从机制来看，非常合理地期望这种基于蛋白质的空气过滤器可以捕获更多种类的有毒化学分子，”钟说。

他们开发的三维结构也为简单的制造方法提供了比研究小组以前开发的蛋白质薄膜更多的希望。他们使用少量的化学聚乙烯醇将纳米纤维粘合在一起形成轻质泡沫状材料。

“这项工作为制造由丰富的天然生物质制成的环保和多功能空气过滤器提供了一条新途径，”钟说。“我相信这项技术对人们的健康和我们的环境非常重要，应该商业化。

研究人员希望进行更多的测试，包括使用各种官能团结构和其他有毒化学分子。除钟外，这项工作还由研究生林胜男、WSU机械与材料工程学院Flaherty助理教授罗明和博士后研究员傅学伟进行。

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