Věda       Akademon       Vesmír       Osel       AVO       Fyzikální ústav AVČR TOPlist
Laboratorní průvodce - na titulní stranu
Užitečné pomůcky:   Tabulky        Encyklopedie        Nástroje 
Katalog dodavatelů:   Rubriky        Firmy        Zastoupení        Laboratorní přístroje 
Ostatní:       Titulní strana        Zajímavé odkazy        O nás        E-obchody 
Nástěnka : Chlazené laboratorní inkubátory LBT 168, www.volny.cz/ats-cz, Předváděcí přístroje z...
Kalendář : 27.2.18 - 2.3.18: EmbaxPrint, Výstaviště Brno, Odborný mezinárodní veletrh...
Reklama
Perfektní materiál pro vzduchové filtry

Vědci objevili novou metodu, kterou lze vytvořit vzduchové či vodní filtry extrémně tenké, ale s vysokou zadržovací schopností pro částice menší než 1 µm. Tento materiál řádově překonává dosavadní filtrační materiály.

Datum: 11.3.2016

filtr, nanovlákna, elektrospinning


 

Sdílet na Facebooku   Odeslat na Twitter

Výzkumný tým z Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences připravil materiál, který je ideální pro ochranu dýchacích orgánů, analytický výzkum a další praktická užití. Má formu velice tenké tkaniny, ale je téměř bez váhy a vysoce propustný pro světlo.

Nový materiál je vytvořen ze sítě nylonových nanovláken o průměru pod 15 nm. Jeho váha je minimální (10-20 mg/m2) a je prakticky neviditelný (propouští 98% světla, což je více, než běžná skleněná tabulka). Klade velice malý odpor procházejícímu médiu (vzduchu, vodě), ale nepropouští částice větší, než 1 µm (i méně).

Označení za "nanovlákna" není jen pouhým módním pojmem. Tloušťka filtru je menší než 20 nm, což je řádově méně, než u běžných nejlepších filtrů (kolem 200 nm). Při této tloušťce již neplatí klasické aerodynamické principy, protože normální aerodynamika se dá uplatnit tam, kde je dráha molekul plynu delší, než je střední volná dráha molekuly - střední dráha molekuly, než narazí na další podobnou molekulu. U vzduchu za normálních podmínek je střední volná dráha molekuly 65 nm.

Pouze za podmínek, kdy je velikost materiálu větší než střední volná dráha molekuly, lze plyn považovat za kontinuum. U menších zařízení již nelze plyn považovat za kontinuum, ale je nutno uvažovat na úrovni jednotlivých molekul. Právě extrémně malá tloušťka materiálu (20 nm) způsobuje, že filtr klade procházejícímu vzduchu velice malý, téměř nepozorovatelný odpor.

Materiál byl připraven metodou ekektrospinningu - proud rozpuštěného polymeru byl vypouštěn velice úzkou tryskou směrem na cílový povrch za použití elektrostatického pole. Z opačné strany byl elektrosprejován etanol. Proud polymeru a etanolové ionty mají opačné náboje. Srážením ve vzduchu vytvářejí ultratenký vláknitý film. Metoda elektrospinningu je známa již od 50-tých let, kdy byla vyvinuta v atomovém průmyslu, ale v současnosti ji vědci upravili pro přípravu ultratenkých vláken.

Výroba ultratenkého nano-filmu se ovšem vyznačuje ještě jednou speciální vlastností. Tou je "zacelování" děr v síti nanovláken. Kdyby byla vlákna nanášena zcela náhodně, stejně tak náhodně by s určitou pravděpododností vznikaly i otvory větší než 1 µm. Metoda výroby filmu však má vlastnost tu, že "díry" ve filmu přitahují jiná vlákna a vzniká tak film s rovnoměrně rozloženými vlákny bez větších děr. Vznikají tak membrány s kalibrovanými dírami - track-etched membranes (Nuclepores).

Při testování byl jako polymer použit nylon-4,6. Takový filtr zachycoval částice větší než 0.2 až 0.3 µm. To je mnohem lepší, než běžné dýchací roušky používané ve zdravotnictví.

Při normálním pohledu vypadá kroužek s filtrem jen jako prázdný kroužek. Materiál filtru je vidět okem jen při odrazu světla nebo při ozáření laserem.
Reklama

Vědci si od nového materiálu hodně slibují. Jde především o různé aplikace ve zdravotnictí a analytické technice, ale také i o praktické aplikace při čištění vzduchu či vody. V biologickém výzkumu je možné přímo odfiltrovat potřebné mikroorganismy a ty pak studovat na materiálu filtru.


Zdrojem informací je Chemeurope.com.

Pro kompletní informace si přečtěte  celý článek.

 

Hledání:
 
(fulltextové vyhledávání na stránkách tohoto serveru)

Reklama

Reklama