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El equipo de investigación del Laboratorio Provincial Clave de Materiales Textiles Médicos y Sanitarios de Shandong ha desarrollado un nuevo tipo de membrana de nanofibras que puede filtrar eficazmente los contaminantes del aire en condiciones adversas. Los resultados relevantes se publicaron en la revista "Separation and Purification Technology".

La composición de los gases residuales industriales es compleja y nociva, por lo que el desarrollo de materiales de filtración de aire de alto rendimiento es inminente. El material de filtro ideal debe tener excelente repelencia a líquidos, resistencia a productos químicos nocivos y alta adaptabilidad climática.

Para este fin, el equipo de investigación desarrolló una membrana de nanofibras de estructura orgánica de metal fluorado (F-MOF) @ polieterimida/fluoruro de polivinilideno-hexafluoropropileno/fluoroalquilsilano (PEI/PVDF-HFP/FAS), que muestra un gran potencial en la protección personal e industrial y la filtración del aire.

Preparación de membrana de nanofibras superrepelente a líquidos

Los investigadores utilizaron tecnología de electrohilado multiaguja para preparar esta membrana de nanofibras. En pocas palabras, la solución de material se estira en fibras muy finas mediante un equipo especial y luego se apila para formar una membrana.

Los componentes principales de esta membrana incluyen polieterimida (PEI), fluoruro de polivinilideno-hexafluoropropileno (PVDF-HFP) y fluoroalquilsilano (FAS), y se agregan nanopartículas de estructura orgánica de metal fluorado (F-MOF) para mejorar el rendimiento.

Características de la membrana de nanofibras superrepelente a líquidos

Esta membrana de nanofibras tiene una alta porosidad del 80% y un tamaño de poro promedio de 2,6 micrones, lo que permite que el aire pase sin problemas mientras bloquea eficazmente las partículas finas.

Se mantiene estable a una temperatura de 450 °C y no se descompone fácilmente. Gracias a la composición del material, la superficie de la membrana posee propiedades superrepelentes a líquidos, con un ángulo de contacto con el agua de 162° y un ángulo de contacto con el aceite de 145°. Repele el agua y el aceite, no se contamina fácilmente con líquidos y cuenta con función de autolimpieza.

Además, la membrana tiene una tasa antibacteriana de hasta el 99%, lo que puede prevenir eficazmente el crecimiento bacteriano.

En cuanto a las partículas, la membrana de nanofibras superrepelente a líquidos también ofrece un excelente rendimiento, con una eficiencia de filtración de partículas de NaCl y DEHS del 100 % en ciertas condiciones. Al mismo tiempo, mantiene una baja resistencia al aire durante la filtración de alta eficiencia; por ejemplo, con un flujo de aire de 10 litros/min, la resistencia es de tan solo 25 Pa.

Esta nueva membrana de nanofibras logra una combinación de repelencia de súper líquidos y rendimiento de filtración de alta eficiencia a través de un proceso de preparación simple y puede funcionar de manera estable durante mucho tiempo en entornos hostiles.

KLC prestará mucha atención al desarrollo de estas membranas de nanofibras de alto rendimiento y continuará profundizando la aplicación de la tecnología de filtración limpia, y se compromete a promover su amplia aplicación en campos industriales clave como el petróleo, la química, la medicina y la alimentación, ayudando a la industria a lograr soluciones de filtración de aire más eficientes y confiables.