來自南韓的化學工程師開發了一種新型空氣過濾系統，靈感來自人體的一個被忽視的保護層——鼻腔中的粘液層。
這款由中央大學研究人員設計的生物靈感過濾器，能捕捉比傳統過濾器更多的空氣顆粒，且使用壽命是其兩倍。
粘液在人體的第一道防線中扮演著關鍵角色。它覆蓋在鼻毛上，形成一個粘性的屏障，能夠捕捉灰塵、過敏原、細菌及其他有害顆粒，防止它們進入肺部。
這一自然過濾機制如今成為下一代空氣過濾器的基礎，可能改善全球的室內空氣質量。
該創新針對傳統過濾器在家庭、辦公室及公共場所使用中的長期問題。傳統過濾器依賴於弱的范德華力來捕捉灰塵和花粉等顆粒，許多污染物因此逃避捕獲。研究團隊尋求自然界中的更佳解決方案。
在鼻腔中，粘性的粘液能捕捉空氣中的污染物，防止它們進入肺部。毛細附著力幫助將顆粒拉入這一層並固定住，毛狀纖毛則將被捕獲的顆粒推送至喉嚨以便排除。
模仿這一系統，研究人員在空氣過濾器上塗覆了一層厚度在 200 至 500 奈米之間的薄油膜。這種穩定的生物相容性油創造了一個類似鼻腔粘液的粘性表面，增強了過濾器的顆粒保留能力。
團隊在首爾的多個地點，包括辦公樓、展覽中心和室內棒球場，對這一新設計進行了測試，稱之為粒子去除油塗層過濾器（PRO）。結果顯示，PRO 過濾器在捕捉空氣顆粒方面始終優於標準過濾器。
“我們的生物靈感過濾器證明，穩定的薄液層能顯著增強顆粒的捕獲和保留，為高效、持久和節能的空氣過濾提供了一種新思路，”該研究的首席作者朴俊永表示。
該過濾器的粘性表面在風大環境中也更具可靠性。在傳統過濾器中，強風可能會搖動顆粒，將其重新送回空氣中。PRO 過濾器的油層有助於防止這一問題，使其非常適合建築工地、地鐵站及其他高氣流空間。
另一個關鍵優勢是與現有系統的兼容性。研究人員表示，PRO 過濾器可以添加到現有的空氣淨化器和 HVAC 系統中，而無需完全更換。
團隊現在計劃開發一種具有液化表面的固體材料，可用作薄塗層。他們還希望將靜電電荷集成到過濾器中，以進一步增強其捕捉懸浮水中顆粒的能力。
如果成功，這一方法可能導致更有效且價格合理的空氣清潔解決方案，適用於室內和室外環境。隨著空氣質量成為全球健康的關注點，這類創新可能為未來提供更清新、可呼吸的空氣。該研究發表於《Nature》期刊。
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