Penapis topeng pelbagai guna biodegradasi, cekap dan bernafas-Choi-2021-Sains Lanjutan

Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Bahan Termaju dan Kejuruteraan Kimia, Universiti Sains dan Teknologi (UST), Daejeon, 34113 Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Bahan Termaju dan Kejuruteraan Kimia, Universiti Sains dan Teknologi (UST), Daejeon, 34113 Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Bahan Termaju dan Kejuruteraan Kimia, Universiti Sains dan Teknologi (UST), Daejeon, 34113 Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Bahan Termaju dan Kejuruteraan Kimia, Universiti Sains dan Teknologi (UST), Daejeon, 34113 Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Bahan Termaju dan Kejuruteraan Kimia, Universiti Sains dan Teknologi (UST), Daejeon, 34113 Republik Korea
Institut Teknologi Kimia Korea (KRICT) Pusat Penyelidikan Kimia Berasaskan Bio, Ulsan, 44429, Republik Korea
Bahan Termaju dan Kejuruteraan Kimia, Universiti Sains dan Teknologi (UST), Daejeon, 34113 Republik Korea
Gunakan pautan di bawah untuk berkongsi versi teks penuh artikel ini dengan rakan dan rakan sekerja anda.belajar lagi.
Disebabkan oleh wabak coronavirus dan isu berkaitan zarah (PM) di udara, permintaan untuk topeng telah berkembang dengan pesat.Walau bagaimanapun, penapis topeng tradisional berdasarkan elektrik statik dan penapis nano semuanya boleh guna, tidak boleh terurai atau boleh dikitar semula, yang akan menyebabkan masalah sisa yang serius.Di samping itu, yang pertama akan kehilangan fungsinya di bawah keadaan lembap, manakala yang kedua akan beroperasi dengan penurunan tekanan udara yang ketara dan penyumbatan liang yang agak cepat akan berlaku.Di sini, penapis topeng gentian berprestasi tinggi yang boleh terbiodegradasi, kalis lembapan, sangat bernafas dan berprestasi tinggi telah dibangunkan.Ringkasnya, dua gentian ultrahalus terbiodegradasi dan tikar nanofiber disepadukan ke dalam penapis membran Janus, dan kemudian disalut dengan nanowhisker kitosan bercas kationik.Penapis ini cekap seperti penapis N95 komersial dan boleh mengeluarkan 98.3% daripada 2.5 µm PM.Nanofibers menyaring zarah halus secara fizikal, dan gentian ultrafine memberikan perbezaan tekanan rendah 59 Pa, yang sesuai untuk pernafasan manusia.Bertentangan dengan penurunan mendadak dalam prestasi penapis N95 komersial apabila terdedah kepada lembapan, kehilangan prestasi penapis ini boleh diabaikan, jadi ia boleh digunakan beberapa kali kerana dipol kekal kitosan menyerap PM ultrahalus (contohnya, nitrogen).Dan oksida sulfur).Adalah penting bahawa penapis ini terurai sepenuhnya di dalam tanah kompos dalam masa 4 minggu.
Pandemik coronavirus yang belum pernah berlaku sebelum ini (COVID-19) mendorong permintaan yang besar untuk topeng.[1] Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) menganggarkan bahawa 89 juta topeng perubatan diperlukan setiap bulan pada tahun ini.[1] Bukan sahaja profesional penjagaan kesihatan memerlukan topeng N95 berkecekapan tinggi, malah topeng kegunaan umum untuk semua individu juga telah menjadi peralatan harian yang sangat diperlukan untuk pencegahan penyakit berjangkit pernafasan ini.[1] Selain itu, kementerian yang berkaitan amat menyarankan penggunaan topeng pakai buang setiap hari, [1] ini telah menyebabkan masalah alam sekitar yang berkaitan dengan sejumlah besar sisa topeng.
Oleh kerana bahan zarahan (PM) kini merupakan masalah pencemaran udara yang paling bermasalah, topeng telah menjadi langkah balas paling berkesan yang tersedia untuk individu.PM dibahagikan kepada PM2.5 dan PM10 mengikut saiz zarah (masing-masing 2.5 dan 10μm), yang memberi kesan serius kepada persekitaran semula jadi [2] dan kualiti hidup manusia dalam pelbagai cara.[2] Setiap tahun, PM menyebabkan 4.2 juta kematian dan 103.1 juta tahun hidup pelarasan kecacatan.[2] PM2.5 menimbulkan ancaman serius kepada kesihatan dan secara rasmi ditetapkan sebagai karsinogen kumpulan I.[2] Oleh itu, adalah tepat pada masanya dan penting untuk menyelidik dan membangunkan penapis topeng yang cekap dari segi kebolehtelapan udara dan penyingkiran PM.[3]
Secara umumnya, penapis gentian tradisional menangkap PM dalam dua cara berbeza: melalui penapisan fizikal berdasarkan nanofibers dan penjerapan elektrostatik berdasarkan mikrofiber (Rajah 1a).Penggunaan penapis berasaskan nanofiber, terutamanya tikar nanofiber electrospun, telah terbukti menjadi strategi yang berkesan untuk menghilangkan PM, yang merupakan hasil ketersediaan bahan yang meluas dan struktur produk yang boleh dikawal.[3] Tikar nanofiber boleh mengeluarkan zarah saiz sasaran, yang disebabkan oleh perbezaan saiz antara zarah dan liang.[3] Walau bagaimanapun, gentian berskala nano perlu disusun padat untuk membentuk liang yang sangat kecil, yang berbahaya kepada pernafasan manusia yang selesa kerana perbezaan tekanan tinggi yang berkaitan.Di samping itu, lubang-lubang kecil pasti akan disekat dengan cepat.
Sebaliknya, tikar gentian ultra halus yang dicairkan dicas secara elektrostatik oleh medan elektrik bertenaga tinggi, dan zarah yang sangat kecil ditangkap oleh penjerapan elektrostatik.[4] Sebagai contoh yang mewakili, alat pernafasan N95 ialah alat pernafasan topeng muka penapis zarah yang memenuhi keperluan Institut Keselamatan dan Kesihatan Pekerjaan Negara kerana ia boleh menapis sekurang-kurangnya 95% zarah bawaan udara.Penapis jenis ini menyerap PM ultrahalus, yang biasanya terdiri daripada bahan anionik seperti SO42− dan NO3−, melalui tarikan elektrostatik yang kuat.Walau bagaimanapun, cas statik pada permukaan tikar gentian mudah terlesap dalam persekitaran yang lembap, seperti yang terdapat dalam pernafasan manusia yang lembap, [4] mengakibatkan penurunan kapasiti penjerapan.
Untuk meningkatkan lagi prestasi penapisan atau menyelesaikan pertukaran antara kecekapan penyingkiran dan penurunan tekanan, penapis berdasarkan gentian nano dan gentian mikro digabungkan dengan bahan berk tinggi, seperti bahan karbon, rangka kerja organik logam dan zarah nano PTFE.[4] Walau bagaimanapun, ketoksikan biologi yang tidak menentu dan pelesapan cas bahan tambahan ini masih menjadi masalah yang tidak dapat dielakkan.[4] Khususnya, kedua-dua jenis penapis tradisional ini biasanya tidak boleh terurai, jadi ia akhirnya akan tertimbus di tapak pelupusan sampah atau dibakar selepas digunakan.Oleh itu, pembangunan penapis topeng yang lebih baik untuk menyelesaikan masalah sisa ini dan pada masa yang sama menangkap PM dengan cara yang memuaskan dan berkuasa adalah keperluan semasa yang penting.
Untuk menyelesaikan masalah di atas, kami telah mengeluarkan penapis membran Janus yang disepadukan dengan tikar mikrofiber dan nanofiber berasaskan poli(butylene succinate) (berasaskan PBS).Penapis membran Janus disalut dengan misai nano kitosan (CsWs) [5] (Rajah 1b).Seperti yang kita sedia maklum, PBS ialah polimer terbiodegradasi yang mewakili, yang boleh menghasilkan gentian ultrahalus dan bukan tenunan gentian nano melalui pemutaran elektro.Gentian skala nano secara fizikal memerangkap PM, manakala gentian nano skala mikro mengurangkan penurunan tekanan dan bertindak sebagai rangka kerja CsW.Kitosan adalah bahan berasaskan bio yang telah terbukti mempunyai sifat biologi yang baik, termasuk biokompatibiliti, biodegradasi dan ketoksikan yang agak rendah, [5] yang boleh mengurangkan kebimbangan yang berkaitan dengan penyedutan tidak sengaja pengguna.[5] Selain itu, kitosan mempunyai tapak kationik dan kumpulan amida polar.[5] Walaupun dalam keadaan lembap, ia boleh menarik zarah ultrahalus kutub (seperti SO42- dan NO3-).
Di sini, kami melaporkan penapis topeng terbiodegradasi, kecekapan tinggi, kalis lembapan dan penurunan tekanan rendah berdasarkan bahan terbiodegradasi yang sedia ada.Disebabkan oleh gabungan penapisan fizikal dan penjerapan elektrostatik, penapis bersepadu mikrofiber/nanofiber bersalut CsW mempunyai kecekapan penyingkiran PM2.5 yang tinggi (sehingga 98%), dan pada masa yang sama, penurunan tekanan maksimum pada penapis paling tebal ialah hanya Ia adalah 59 Pa, sesuai untuk pernafasan manusia.Berbanding dengan kemerosotan prestasi ketara yang dipamerkan oleh penapis komersil N95, penapis ini mempamerkan kehilangan kecekapan penyingkiran PM yang boleh diabaikan (<1%) walaupun dalam keadaan basah sepenuhnya, disebabkan oleh caj CsW kekal.Selain itu, penapis kami boleh terbiodegradasi sepenuhnya dalam tanah kompos dalam masa 4 minggu.Berbanding dengan kajian lain dengan konsep yang serupa, di mana bahagian penapis terdiri daripada bahan terbiodegradasi, atau menunjukkan prestasi terhad dalam aplikasi bukan tenunan biopolimer yang berpotensi, [6] penapis ini secara langsung menunjukkan Kebolehbiodegradan ciri-ciri canggih (filem S1, maklumat sokongan).
Sebagai komponen penapis membran Janus, tikar PBS gentian nano dan gentian super halus telah disediakan terlebih dahulu.Oleh itu, 11% dan 12% larutan PBS adalah electrospun untuk menghasilkan gentian nanometer dan mikrometer, masing-masing, disebabkan oleh perbezaan kelikatannya.[7] Maklumat terperinci tentang ciri-ciri penyelesaian dan keadaan elektrospinning yang optimum disenaraikan dalam Jadual S1 dan S2, dalam maklumat sokongan.Memandangkan gentian as-spun masih mengandungi sisa pelarut, mandian pembekuan air tambahan ditambahkan pada peranti pemusingan elektro biasa, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2a.Di samping itu, tab mandi air juga boleh menggunakan bingkai untuk mengumpul tikar gentian PBS tulen yang terkoagulasi, yang berbeza daripada matriks pepejal dalam tetapan tradisional (Rajah 2b).[7] Purata diameter gentian mikrofiber dan tikar nanofiber ialah 2.25 dan 0.51 µm, masing-masing, dan purata diameter liang ialah 13.1 dan 3.5 µm, masing-masing (Rajah 2c, d).Apabila pelarut kloroform/etanol 9:1 menyejat dengan cepat selepas dilepaskan daripada muncung, perbezaan kelikatan antara larutan 11 dan 12 wt% meningkat dengan cepat (Rajah S1, maklumat sokongan).[7] Oleh itu, perbezaan kepekatan hanya 1% berat boleh menyebabkan perubahan ketara dalam diameter gentian.
Sebelum menyemak prestasi penapis (Rajah S2, maklumat sokongan), untuk membandingkan pelbagai penapis dengan munasabah, bukan tenunan elektrospun dengan ketebalan standard telah dihasilkan, kerana ketebalan adalah faktor penting yang mempengaruhi perbezaan tekanan dan kecekapan penapisan prestasi penapis.Oleh kerana bahan bukan tenunan adalah lembut dan berliang, sukar untuk menentukan secara langsung ketebalan bahan bukan tenunan electrospun.Ketebalan fabrik biasanya berkadar dengan ketumpatan permukaan (berat per unit luas, berat asas).Oleh itu, dalam kajian ini, kami menggunakan berat asas (gm-2) sebagai ukuran ketebalan yang berkesan.[8] Ketebalan dikawal dengan menukar masa electrospinning, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2e.Apabila masa putaran meningkat daripada 1 minit kepada 10 minit, ketebalan tikar mikrofiber meningkat kepada 0.2, 2.0, 5.2, dan 9.1 gm-2, masing-masing.Dengan cara yang sama, ketebalan tikar nanofiber meningkat kepada 0.2, 1.0, 2.5, dan 4.8 gm-2, masing-masing.Tikar mikrofiber dan nanofiber ditetapkan mengikut nilai ketebalannya (gm-2) sebagai: M0.2, M2.0, M5.2 dan M9.1, dan N0.2, N1.0, N2.5 dan N4. 8.
Perbezaan tekanan udara (ΔP) bagi keseluruhan sampel adalah penunjuk penting prestasi penapis.[9] Bernafas melalui penapis dengan penurunan tekanan tinggi tidak selesa untuk pengguna.Sememangnya, diperhatikan bahawa penurunan tekanan meningkat apabila ketebalan penapis meningkat, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah S3, maklumat sokongan.Tikar nanofiber (N4.8) menunjukkan penurunan tekanan yang lebih tinggi daripada tikar mikrofiber (M5.2) pada ketebalan yang setanding kerana tikar nanofiber mempunyai liang yang lebih kecil.Apabila udara melalui penapis pada kelajuan antara 0.5 dan 13.2 ms-1, penurunan tekanan dua jenis penapis yang berbeza secara beransur-ansur meningkat daripada 101 Pa kepada 102 Pa. Ketebalan harus dioptimumkan untuk mengimbangi penurunan tekanan dan penyingkiran PM kecekapan;halaju udara 1.0 ms-1 adalah munasabah kerana masa yang diperlukan untuk manusia bernafas melalui mulut adalah kira-kira 1.3 ms-1.[10] Dalam hal ini, penurunan tekanan M5.2 dan N4.8 boleh diterima pada halaju udara 1.0 ms-1 (kurang daripada 50 Pa) (Rajah S4, maklumat sokongan).Sila ambil perhatian bahawa penurunan tekanan topeng N95 dan topeng standard penapis Korea (KF94) yang serupa ialah 50 hingga 70 Pa, masing-masing.Pemprosesan CsW selanjutnya dan penyepaduan penapis mikro/nano boleh meningkatkan rintangan udara;oleh itu, untuk memberikan margin penurunan tekanan, kami menganalisis N2.5 dan M2.0 sebelum menganalisis M5.2 dan N4.8.
Pada halaju udara sasaran 1.0 ms-1, kecekapan penyingkiran PM1.0, PM2.5, dan PM10 bagi tikar mikrofiber dan nanofiber PBS telah dikaji tanpa cas statik (Rajah S5, maklumat sokongan).Adalah diperhatikan bahawa kecekapan penyingkiran PM secara amnya meningkat dengan peningkatan dalam ketebalan dan saiz PM.Kecekapan penyingkiran N2.5 adalah lebih baik daripada M2.0 kerana liang-liangnya yang lebih kecil.Kecekapan penyingkiran M2.0 untuk PM1.0, PM2.5 dan PM10 masing-masing ialah 55.5%, 64.6% dan 78.8%, manakala nilai N2.5 yang serupa ialah 71.9%, 80.1% dan 89.6% (Rajah 2f).Kami mendapati bahawa perbezaan terbesar dalam kecekapan antara M2.0 dan N2.5 ialah PM1.0, yang menunjukkan bahawa penapisan fizikal mesh mikrofiber berkesan untuk PM peringkat mikron, tetapi tidak berkesan untuk PM peringkat nano (Rajah S6, maklumat sokongan)., M2.0 dan N2.5 kedua-duanya menunjukkan keupayaan tangkapan PM yang rendah iaitu kurang daripada 90%.Di samping itu, N2.5 mungkin lebih mudah terdedah kepada habuk daripada M2.0, kerana zarah-zarah habuk dengan mudah boleh menyekat liang N2.5 yang lebih kecil.Dengan ketiadaan cas statik, penapisan fizikal terhad dalam keupayaannya untuk mencapai penurunan tekanan yang diperlukan dan kecekapan penyingkiran pada masa yang sama kerana hubungan pertukaran antara mereka.
Penjerapan elektrostatik ialah kaedah yang paling banyak digunakan untuk menangkap PM dengan cara yang cekap.[11] Secara amnya, cas statik dikenakan secara paksa pada penapis bukan tenunan melalui medan elektrik bertenaga tinggi;walau bagaimanapun, caj statik ini mudah hilang dalam keadaan lembap, mengakibatkan kehilangan keupayaan menangkap PM.[4] Sebagai bahan berasaskan bio untuk penapisan elektrostatik, kami memperkenalkan 200 nm panjang dan 40 nm lebar CsW;disebabkan oleh kumpulan ammonium dan kumpulan amida kutubnya, nanowhisker ini mengandungi cas kationik kekal.Caj positif yang ada pada permukaan CsW diwakili oleh potensi zeta (ZP);CsW tersebar dalam air dengan pH 4.8, dan ZP mereka didapati +49.8 mV (Rajah S7, maklumat sokongan).
Gentian mikro PBS bersalut CsW (ChMs) dan gentian nano (ChNs) disediakan dengan salutan celup ringkas dalam 0.2 wt% CsW serakan air, iaitu kepekatan yang sesuai untuk melekatkan jumlah maksimum CsW pada permukaan gentian PBS, seperti yang ditunjukkan dalam rajah Ditunjukkan dalam Rajah 3a dan Rajah S8, maklumat sokongan.Imej spektroskopi sinar-X (EDS) penyebaran tenaga nitrogen menunjukkan bahawa permukaan gentian PBS disalut secara seragam dengan zarah CsW, yang juga jelas dalam imej mikroskop elektron pengimbasan (SEM) (Rajah 3b; Rajah S9, maklumat sokongan) .Di samping itu, kaedah salutan ini membolehkan bahan nano bercas membalut permukaan gentian dengan halus, dengan itu memaksimumkan keupayaan penyingkiran PM elektrostatik (Rajah S10, maklumat sokongan).
Kecekapan penyingkiran PM ChM dan ChN telah dikaji (Rajah 3c).M2.0 dan N2.5 disalut dengan CsW untuk menghasilkan ChM2.0 dan ChN2.5, masing-masing.Kecekapan penyingkiran ChM2.0 untuk PM1.0, PM2.5 dan PM10 masing-masing adalah 70.1%, 78.8% dan 86.3%, manakala nilai serupa ChN2.5 masing-masing ialah 77.0%, 87.7% dan 94.6%.Salutan CsW sangat meningkatkan kecekapan penyingkiran M2.0 dan N2.5, dan kesan yang diperhatikan untuk PM yang lebih kecil sedikit adalah lebih ketara.Khususnya, kitosan nanowhiskers meningkatkan kecekapan penyingkiran PM0.5 dan PM1.0 M2.0 masing-masing sebanyak 15% dan 13% (Rajah S11, maklumat sokongan).Walaupun M2.0 sukar untuk mengecualikan PM1.0 yang lebih kecil kerana jarak fibrilnya yang agak luas (Rajah 2c), ChM2.0 menyerap PM1.0 kerana kation dan amida dalam CsW melalui ion-ion, gandingan interaksi Kutub-ion. , dan interaksi dipol-dipol dengan habuk.Oleh kerana salutan CsWnya, kecekapan penyingkiran PM ChM2.0 dan ChN2.5 adalah setinggi M5.2 dan N4.8 yang lebih tebal (Jadual S3, maklumat sokongan).
Menariknya, walaupun kecekapan penyingkiran PM bertambah baik, salutan CsW hampir tidak menjejaskan penurunan tekanan.Penurunan tekanan ChM2.0 dan ChN2.5 meningkat sedikit kepada 15 dan 23 Pa, hampir separuh peningkatan diperhatikan untuk M5.2 dan N4.8 (Rajah 3d; Jadual S3, maklumat sokongan).Oleh itu, salutan dengan bahan berasaskan bio adalah kaedah yang sesuai untuk memenuhi keperluan prestasi dua penapis asas;iaitu kecekapan penyingkiran PM dan perbezaan tekanan udara, yang saling eksklusif.Walau bagaimanapun, kecekapan penyingkiran PM1.0 dan PM2.5 ChM2.0 dan ChN2.5 kedua-duanya lebih rendah daripada 90%;jelas sekali, prestasi ini perlu dipertingkatkan.
Sistem penapisan bersepadu yang terdiri daripada pelbagai membran dengan diameter gentian yang berubah secara beransur-ansur dan saiz liang boleh menyelesaikan masalah di atas [12].Penapis udara bersepadu mempunyai kelebihan dua gentian nano yang berbeza dan jaring gentian halus.Dalam hal ini, ChM dan ChN hanya disusun untuk menghasilkan penapis bersepadu (Int-MNs).Sebagai contoh, Int-MN4.5 disediakan menggunakan ChM2.0 dan ChN2.5, dan prestasinya dibandingkan dengan ChN4.8 dan ChM5.2 yang mempunyai ketumpatan luas yang sama (iaitu ketebalan).Dalam eksperimen kecekapan penyingkiran PM, bahagian gentian ultrahalus Int-MN4.5 terdedah di dalam bilik berdebu kerana bahagian gentian ultrahalus lebih tahan tersumbat daripada bahagian gentian nano.Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4a, Int-MN4.5 menunjukkan kecekapan penyingkiran PM yang lebih baik dan perbezaan tekanan daripada dua penapis komponen tunggal, dengan penurunan tekanan 37 Pa, yang serupa dengan ChM5.2 dan jauh lebih rendah daripada ChM5.2 ChN4.8. Di samping itu, kecekapan penyingkiran PM1.0 Int-MN4.5 ialah 91% (Rajah 4b).Sebaliknya, ChM5.2 tidak menunjukkan kecekapan penyingkiran PM1.0 yang tinggi kerana liangnya lebih besar daripada Int-MN4.5.


Masa siaran: Nov-03-2021