新的空气过滤器同时具备超高性能和在恶劣环境中的耐用性

中国研究团队的创新海绵：恶劣环境下的高效空气卫士

来自福州大学的一支中国研究团队，近日成功设计出一种高性能的复合海绵，该海绵在极端高温和高湿度的环境下，依然能出色地过滤颗粒物质。这一突破性的发明，为解决汽车和工业领域的空气污染问题带来了全新的可能性。研究成果已在Particuology杂志上公开发表。

空气中的颗粒物污染，无论是来自汽车的尾气还是工业的烟囱，都是对人类和环境造成巨大威胁的源头。全球各地都在面临与气体污染相关的问题，而颗粒物污染对人类尤为危险，它能损害中枢神经系统和呼吸系统。为了应对这一挑战，研究人员一直在寻求构建更优秀的空气过滤器，以改善环境质量。现有的空气过滤器在高温、高湿或需要长时间过滤的恶劣环境下表现欠佳。

针对这一难题，该中国研究团队通过精心的科研攻关，设计出了一个三维粒子捕获装置。他们采用牺牲模板方法，巧妙地构建了聚二甲基硅氧烷（PDMS）海绵。紧接着，他们在海绵骨架上涂覆了聚多巴胺（PDA）涂层，并原位生长了大量的ZIF-8颗粒。这种丰富的孔隙结构确保了良好的气流，而ZIF-8颗粒则大幅提升了海绵的过滤性能。

面对来自汽车尾气和工业烟囱的颗粒物挑战，这种复合海绵展现出了卓越的耐高温和高湿特性，以及出色的机械性能。研究团队在模拟工业高温和高湿度的环境下对海绵进行了测试，结果令人瞩目，证明了其在工业领域的应用前景广阔。

进一步的研究中，团队模拟了汽车尾放的条件对海绵进行测试。由于海绵的结构稳定性及其易于塑形的特点，它能够适应多种应用场景。在汽车尾气测试中，复合海绵的颗粒物去除效率高达99%以上，即使在长达65小时的持续过滤中，其性能依然卓越。

福州大学的赖跃坤教授表示：“这项研究为设计能够适应恶劣环境的3D高效空气过滤器提供了新的思路。复合海绵的结构稳定性和易于塑形的特点，使其适用于从汽车排气管到工业烟囱再到厨房风扇的多种应用。”

未来，研究团队计划探索适应更高温度的气体过滤器，并研究如何处理空气污染物的某些成分，而不仅仅是过滤颗粒物。这一研究的最终目标是为了开发一种能在各种环境中使用的气体过滤器，以及一种具有多种功能的高效过滤材料。这项创新研究为人类对抗空气污染带来了新希望，我们期待着这一技术在未来能够更广泛地应用于实际生活中。