用于捕获冠状病毒气溶胶的纳米纤维过滤器

“我们的研究是第一个使用的研究冠状病毒通讯作者沈云(音)说，他是加州大学河滨分校化学与环境工程助理教授。“之前的研究使用了盐水、聚苯乙烯珠和噬菌体(一组感染细菌的病毒)的替代品。”

的研究由加州大学河滨分校(UC Riverside)和乔治华盛顿大学(The George Washington University)的工程师领导的研究小组，比较了外科口罩和棉花口罩、脖子绑腿和静电纺纳米纤维膜在去除冠状病毒方面的效果气溶胶防止空气传播。棉质口罩和护腿只能去除约45%-73%的气溶胶。外科口罩的效果要好得多，可以去除98%的冠状病毒气溶胶。但是,纳米纤维过滤器几乎清除了所有的冠状病毒气溶胶。

世界卫生组织和疾病控制中心都认为气溶胶是COVID-19病毒传播的主要机制。气溶胶是水或其他物质的微小颗粒，可以在空气中悬浮很长一段时间，小到足以穿透呼吸系统。

人们在呼吸、咳嗽、谈话、喊叫或唱歌时都会释放气溶胶。如果他们感染了新型冠状病毒肺炎在美国，这些气溶胶也可以包含病毒。吸入足够量的冠状病毒气溶胶可以使人生病。遏制COVID-19气溶胶传播的努力重点是通过要求人们戴口罩和改善室内通风和空气过滤系统，尽量减少个人接触和减少环境中的气溶胶总量。

研究一种具有传染性的新病毒是危险的，而且是在具有最高生物安全等级的实验室中进行的，而这种级别的实验室相对少见。迄今为止，大流行期间关于口罩或过滤器效率的所有研究都使用了其他材料，被认为可以模拟冠状病毒气溶胶的大小和行为。这项新研究改进了这一观点，对雾化盐水溶液和含有与导致COVID-19的病毒相同家族的冠状病毒的气溶胶进行了测试，但只感染了老鼠。

沈和乔治华盛顿大学的同事帅单梦制造了一种纳米纤维过滤器，通过将高电压注入聚偏二氟乙烯液体滴中，纺成直径约300纳米(比人的头发细167倍)的丝线。这一过程在纳米纤维表面形成了直径只有几微米的气孔，这有助于它们捕获99.9%的冠状病毒气溶胶。

这种被称为静电纺丝的生产技术具有成本效益，可用于大规模生产用于个人防护设备和空气过滤系统的纳米纤维过滤器。静电纺丝还使纳米纤维带有静电电荷，增强了它们捕捉气溶胶的能力，而且它们的高孔隙率使佩戴静电纺丝纳米纤维过滤器时更容易呼吸。

“静电纺丝可以推进口罩和空气过滤器的设计和制造。”“利用静电纺丝技术开发新型口罩和空气过滤器很有前景，因为它在过滤方面具有高性能、经济可行性和可扩展性，而且可以满足口罩和空气过滤器的现场需求。”