我国科学家利用“液体门”解决空气净化技术痛点

9月26日，国际学术期刊《自然》杂志发表了厦门大学侯旭教授团队的最新研究成果，该成果运用首创特定功能液体作为结构与功能材料，实现了对不同微尺度颗粒物的高效过滤与吸收。这一成果可解决传统空气净化技术易堵塞、容尘能力有限的痛点，为空气净化器的设计提供了全新思路。
 

厦门大学侯旭教授团队相关研究成果在Nature线上发表。
 

去除空气中的污染颗粒物，目前最有效直接的方式是采用多层纤维膜或多孔材料的空气过滤净化系统。但随着颗粒物在其表面和内部空隙的堆积，过滤装置会不可避免地堵塞，功效降低。
 

侯旭教授团队提出利用液体作为主要过滤材料，通过调控颗粒物与液体之间相互作用来控制空气到水界面的物质传递。这一方法将传统固体材料对污染物过滤所使用的有效表面积转换为液体材料对污染物过滤吸收的有效体积，实现了对污染物处理量的数量级提升，既提高净化效率，也增大净化器的尘容量。
 

电化学响应性液体门控水界面上的过滤与吸收机制示意图。
 

“空气中的颗粒物，要么被‘门’物理隔绝，要么被‘门’直接吸收，出来的都是经过‘筛选’后安全的空气。据测算，用这个方法生产的过滤器容尘量是传统滤网式过滤器的4.5倍，还可以通过流动液体长期使用。”侯旭介绍，这一研究破解了现有空气净化系统需要长期运行维护的技术难题。未来，相关研究还可按照需要设计功能液体，赋予空气净化液门系统更多定制化需求，如提高抗菌能力、耐腐蚀能力等，满足不同环境下的空气净化需求。
 

“液体门控技术”是侯旭教授团队的原创成果，即让一种液体稳定在多孔膜中，多孔膜就像门框，利用液体作为门来实现对物质的可控输运与分离，这一技术于2015年首次提出。