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新型透明材料可有效捕获空气中的呼吸道飞沫

尽管如今有机玻璃屏障似乎无处不在——在杂货店小巷之间、餐厅餐桌周围和高耸于办公室隔间之上——但它们并不是阻止病毒传播的完美解决方案。有机玻璃隔板不是捕获携带病毒的呼吸道飞沫和气溶胶,而是仅偏转飞沫,使它们弹开但仍留在空气中。为了增强这些保护屏障的功能,西北大学的研究人员开发了一种新的透明材料,可以捕获液滴和气溶胶,有效地将它们从空气中去除。

这种材料是一种透明的粘性液体,可以涂在任何表面上,包括塑料、玻璃、木材、金属、不锈钢、混凝土和纺织品。当液滴与涂层表面碰撞时,它们会粘在上面,被吸收并变干。该涂层还与抗病毒和抗菌材料兼容,因此可以在配方中添加消毒剂,例如铜。

水滴一直与室内表面碰撞。现在,有机玻璃隔板是偏离装置;它们偏转液滴。如果表面实际上可以捕获液滴,那么从室内空气中有效去除的每一滴液滴都将成功消除潜在的传播源。”

该研究将于周三(6 月 16 日)发表在Chem杂志上。在这项研究中,研究人员发现,即使当他们用气溶胶液滴轰击表面时——其浓度比室内环境的典型浓度高几个数量级——涂层表面仍然比未涂层表面捕获的气溶胶液滴多三倍。

黄是西北麦考密克工程学院的材料科学与工程教授。黄志龙实验室的所有成员,Murak Kadir 和 Yihan Liu 共同撰写了这篇论文。该团队在大流行开始时的居家令期间开始了该项目。

Northwestern 团队材料中的主要成分是一种聚电解质聚合物,该聚合物常用于各种化妆品中。使用刀片或刷子涂抹时,所得配方可在各种室内表面上产生均匀且保形的涂层,而不会损坏原始材料或使其变色。

Huang 的团队发现,即使被液滴浸入,表面也保持透明和无雾。换句话说,在被飞沫淋过之后,表面没有显得肮脏或弄脏。如果用于有机玻璃屏障,那些有涂层的屏障不需要比未涂层的屏障更频繁地清洁。

大多数传染病通过呼吸道飞沫和气溶胶传播,人类在说话、大笑、唱歌和呼气时不断释放这些飞沫和气溶胶。由于这种涂层用途广泛,因此 Huang 设想它可以用于有机玻璃屏障和面罩以及非接触或低接触表面,例如墙壁甚至窗帘,以消除空气中的这些液滴。

“有大面积的室内表面几乎不会被人或宠物接触。如果我们重新利用这些‘闲置’表面来捕获呼吸道飞沫,那么它们就可以成为功能性‘设备’,帮助减少传染病的空气传播,”他说。“随着时间的推移,表面捕获的病原体可以很容易地被灭活,这可以通过预先应用的消毒成分加速。它们也可以在常规清洁过程中被去除。”

黄说,口罩是帮助防止传染性飞沫传播的不可替代的公共卫生工具,但他认为,将飞沫困在表面上可能是另一种有效的工具。

“例如,在电脑游戏中,你不想带着只有一件盔甲走进战场,”他说。“利用多层防御是有意义的。”

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