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Ad un filtro dell'aria basato nanowire dell'ossido di titanio può intrappolare e distruggere gli agenti patogeni

Il filtro “documento„ fatto dai nanowires dell'ossido di titanio è capace degli agenti patogeni dell'intrappolamento e di distruggerli con indicatore luminoso. Questa scoperta da un laboratorio di EPFL ha potuto essere messa per utilizzare in dispositivi di protezione individuale come pure nei sistemi di condizionamento d'aria e di ventilazione.

Come componente dei tentativi di accorciare la pandemia Covid-19, le maschere di carta sempre più stanno rendende obbligatorie. La loro efficacia relativa non è più in questione, ma il loro uso molto diffuso ha una serie di svantaggi. Questi comprendono l'impatto ambientale delle maschere a perdere fatte dai livelli di microfibre non tessute della plastica del polipropilene. Inoltre, soltanto intrappolano gli agenti patogeni invece di distruggerli. “In una regolazione dell'ospedale, queste maschere sono collocate in recipienti speciali e trattato giustamente,„ dice László Forró, testa del laboratorio di EPFL di fisica della materia complessa. “Tuttavia, il loro uso nell'più ampio mondo - dove sono lanciati nei secchi della spazzatura aperti e perfino hanno andato sulla via - può trasformarli nelle nuove sorgenti di contaminazione.„

I ricercatori nel laboratorio di Forró stanno lavorando ad una soluzione di promessa a questo problema: una membrana fatta dei nanowires dell'ossido di titanio, simile nell'aspetto alla carta da filtro ma con i beni antibatterici ed antivirali.

Il loro materiale funziona usando i beni fotocatalitici di biossido di titanio. Una volta esposte a radiazione ultravioletta, le fibre convertono l'umidità residente in agenti ossidanti quale il perossido di idrogeno, che hanno la capacità di distruggere gli agenti patogeni. “Poiché il nostro filtro è eccezionalmente buono ad umidità assorbente, può intrappolare le goccioline che portano i virus ed i batteri,„ dice Forró. “Questo crea un ambiente favorevole per il trattamento dell'ossidazione, che è avviato da indicatore luminoso.„

Il lavoro dei ricercatori compare oggi in materiali funzionali avanzati e comprende gli esperimenti che dimostrano la capacità della membrana di distruggere Escherichia coli, il batterio di riferimento nella ricerca biomedica ed il DNA si incaglia nel giro di pochi secondi. Sulla base di questi risultati, i ricercatori asseriscono - sebbene questo resti dimostrare sperimentalmente - che il trattamento riuscirebbe ugualmente su una vasta gamma di virus, compreso SARS-CoV-2.

Il loro articolo egualmente specifica che fabbricare tali membrane sarebbe fattibile su vasta scala: la strumentazione del laboratorio da solo è capace della produzione dei fino a 200 m2 della carta da filtro alla settimana, o abbastanza per fino a 80.000 maschere al mese. Inoltre, le maschere hanno potuto essere sterilizzate ed hanno riutilizzato su mille volte. Ciò allevierebbe le scarsità e sostanzialmente diminuirebbe la quantità di spreco creata dalle maschere chirurgiche a perdere. Per concludere, il processo di fabbricazione, che comprende calcinare i nanowires del titanite, rende loro la stalla ed impedisce il rischio di nanoparticelle che è inalato dall'utente.

Una partenza nominata Swoxid già sta preparando muovere la tecnologia dal laboratorio.

Le membrane hanno potuto anche essere utilizzate nelle applicazioni del trattamento dell'aria quali i sistemi di condizionamento d'aria e di ventilazione come pure in dispositivi di protezione individuale.„

Endre Horváth, l'autore principale dell'articolo e co-fondatore di Swoxid

Source:
Journal reference:

Horváth, E., et al. (2020) Photocatalytic Nanowires‐Based Air Filter: Towards Reusable Protective Masks. Advanced Functional Materials. doi.org/10.1002/adfm.202004615.