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冬天一到，霧霾就成了眾矢之的，如果非要一個(gè)證據(jù)，百度指數(shù)說明了一切（圖1）。每年12月至次年1月“霧霾”的搜索數(shù)都會(huì)達(dá)到一個(gè)高峰。搜索數(shù)量最高的一次是在去年12月20號(hào)，受霧霾影響那天您的快遞如期配送了么？此時(shí)此刻，不論是達(dá)官顯貴、富商巨賈，還是平頭百姓、村夫野老，霧霾面前人人平等。四月已至，冬天早就遠(yuǎn)去，隔著一層霧霾嫩綠的枝芽還是有點(diǎn)模糊，到底什么時(shí)候才能毫無顧忌的開窗通通風(fēng)，換一換室內(nèi)污濁的空氣？新加坡國(guó)立大學(xué)Swee Ching Tan團(tuán)隊(duì)利用自組裝的方法開發(fā)了一種新的納米纖維材料，既可以過濾空氣中的PM2.5，還能保持空氣流通，既透光，還能阻擋紫外線，這種材料能方便的安裝在門窗上（圖2）。該研究成果發(fā)表在《Small》上。

圖1 “霧霾”百度指數(shù)

圖2 助理教授Tan Swee Ching（左）；本文作者Sai Kishore Ravi（右）；Sai Kishore Ravi手持的納米纖維透光過濾材料能過濾90%的PM 2.5 圖片來源：新加坡國(guó)立大學(xué)

該材料以酞菁取代衍生物1為基本單元(圖3 d)，通過弱非共價(jià)鍵相互作用（疏水作用，π-π堆疊，范德華力等），自組裝獲得納米纖維（圖3 h），該納米纖維的直徑為100-300nm。這種自組裝行為，與搭樂高積木異曲同工（圖3 a-c）。

圖3 酞菁取代衍生物1的自組裝及納米纖維SEM圖像 圖片來源：Small

圖4 納米纖維的吸收光譜 圖片來源：Small

研究人員將該納米纖維置于香煙燃燒的環(huán)境中，模擬在PM環(huán)境中的狀況（每克香煙產(chǎn)生的PM大于45mg）。通過SEM圖像顯示細(xì)顆粒物覆蓋在了在納米纖維表面（圖5 b）。研究人員還制備了兩種不同密度的納米纖維(NF)（0.5 mg/cm2、1.6 mg/cm2），與商用口罩醫(yī)用口罩比對(duì)。由于密度大的1.6 mg/cm2的納米纖維過濾效率較好（圖5 c）,壓降較低（圖5 d），因此該材料質(zhì)量因子（Qf）高于其他三種（圖5 e）.

圖5 納米纖維與商業(yè)口罩、醫(yī)用口罩性能比較 圖片來源：Small

由于該材料透明，研究人員表示可以將此過濾器安裝在門窗上。屋內(nèi)的人即使開窗通風(fēng)，也可遠(yuǎn)離霧霾困擾。該團(tuán)隊(duì)下一步將增加該材料的抗菌功能，專利申請(qǐng)進(jìn)軍商業(yè)化。

參考文獻(xiàn)

Singh, V. K.; Ravi, S. K.; Sun, W.; Tan, S. C., Transparent Nanofibrous Mesh Self-Assembled from Molecular LEGOs for High Efficiency Air Filtration with New Functionalities. Small 2017, DOI: 10.1002/smll.201601924