Нанотехнологии - УрФО

Перейти на основной сайт
ИА ИНВУР Логотип Инновационного портала УрФО
Вы здесь: Главная // Аналитика

Плащ голого короля

Добавлено: 2016-03-23, просмотров: 534


Физики создали идеальный нанофильтр для защиты органов дыхания
В наноткани не спрячешься, не скроешься. Фото: photoxpress.ru
В наноткани не спрячешься, не скроешься. Фото: photoxpress.ru
Может существовать ткань, которую не видно? Кто-то скажет да, но только в сказке "Новое платье короля". И тем не менее именно такая ткань создана в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН. Мало того, что она практически невидима, она еще и невесома. Один квадратный метр весит 1 миллиграмм, что в 10 тысяч раз легче писчей бумаги. Но самое поразительное, что фильтр из такой ткани размером с почтовую марку может задерживать до 99 процентов мельчайшей пыли. И одновременно пропускать свет лучше, чем оконное стекло. Ничего подобного сегодня нет нигде в мире.

Чудо-ткань сплетена из нановолокна толщиной менее 15 нанометров (1 нанометр равен 10 в минус 9-й степени метра). Сама технология, названная электропрядением, известна уже более 80 лет. В свое время с ее помощью были созданы фильтры Петрянова для очистки воздуха атомных производств от радиоактивной пыли изотопов. И многие годы они считались лучшим в мире средством защиты от многих видов загрязнений.

В чем суть электропрядения? Из сопла трубочки в воздух вылетает тончайшая струя полимера. Если эти капли имеют, к примеру, отрицательный электрический заряд, то струя притягивается к мишени с противоположным зарядом. А по пути в воздухе жидкость испаряется, и на мишень укладывается уже полимерная нить. Именно так и плетется фильтр.

- Мы усовершенствовали эту технологию, - говорит доктор физико-математических наук из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН Виктор Морозов. - Используем не одну, а две струи. Первая, как и раньше, из полимера, а вторая из спирта. Они сталкиваются прямо в воздухе, и в итоге формируется тончайшая пленка из нанонитей.

На первый взгляд, в ткани мало что изменилось по сравнению со стандартной технологией. Во всяком случае ее толщина, как и прежде, 15 нанометров. Однако все параметры фильтрации в разы лучше, чем у всех традиционных фильтров. Это и легкость дыхания человека, и скорость проходящего через ткань воздушного потока, и глубина очистки. Причина такого преображения в том, что изменился сам способ электропрядения. В фильтре Петрянова нити ложатся случайным образом, поэтому в нем всегда есть большие дыры, через которые и пролетают частицы пыли.

- У нас нити укладываются равномерно, нет ни больших дыр, ни скученностей, поэтому фильтр ловит пыль более эффективно, - говорит Морозов. - Кроме того, он оказывает меньшее сопротивление потоку воздуха.

Созданный учеными материал является почти идеальным средством для защиты органов дыхания, ведь он ловит мельчайшие пылинки размером 0,15 микрона, которые не задерживаются носоглоткой и проникают в легкие, вызывая многие болезни. В принципе такой фильтр может найти применение в самых разных сферах науки и техники.

Инфографика "РГ". Инфографика: Михаил Шипов / Леонид Кулешов / Юрий Медведев