在COVID-19大流行期間，人們已經習慣於戴口罩，但很多覆蓋物很脆弱，不易消毒。金屬泡沫經久耐用，其小孔和大表面積表明它們可以有效過濾微生物。現在，研究人員在ACS的《Nano Letters》上報道，將納米銅線轉化為金屬泡沫，可用於面罩和空氣過濾系統。這種泡沫能有效過濾，容易去污，可重復使用，並可回收。
當呼吸道感染者（如SARS-CoV-2）咳嗽或打噴嚏時，它們會向空氣中釋放小液滴和氣溶膠顆粒。小於0.3μm的顆粒可以在空氣中停留數小時，因此能夠捕捉這些微小顆粒的材料是面罩和空氣過濾器的理想選擇。但現有的一些過濾材料也有缺點。例如，玻璃纖維、碳納米管和聚丙烯纖維不夠耐用，無法進行反復的去污程序，而有些材料進一步依賴靜電，所以無法清洗，導致大量的浪費。
最近，研究人員開發出了具有微孔的金屬泡沫，這種金屬泡沫更堅固，更耐變形、耐溶劑、耐高溫高壓，同時也足夠耐用，可以去污和重復使用。研究人員通過採集電沉積的納米銅線，並將其鑄造成一個獨立的3D網絡，並通過加熱固化形成強鍵，從而製造出金屬泡沫。為了進一步加強材料的強度，還添加了第二個銅層。在測試中，銅泡沫在加壓和高空氣速度下仍能保持其形狀，這表明它對於可重復使用的面罩或空氣過濾器來說是耐用的，並且可以用洗滌或壓縮空氣進行清潔。
研究小組發現，金屬泡沫對0.1-1.6μm大小范圍內的顆粒有很好的過濾效率，這與過濾SARS-CoV-2有關。他們最有效的材料是2.5毫米厚的版本，其中銅占了15%的體積。這種泡沫具有很大的表面積，可以捕獲97%的0.1-0.4μm氣溶鹽顆粒，而這些顆粒通常用於面罩測試。根據該團隊的計算，他們的泡沫的透氣性一般與市售的聚丙烯N95面罩相當。
研究人員說，由於新材料是銅基的，過濾器應該可以抵抗清潔劑，允許許多消毒選擇，其抗菌特性將有助於殺死被困的細菌和病毒。此外，它們還可以回收利用。研究人員估計，目前這種材料每個面罩的成本約為2美元，而消毒和重復使用將延長其使用壽命，使其在經濟上與現有產品具有競爭力。
來源：cnBeta
