【摘 要】
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当前,环境愈发恶劣,给人体健康和经济社会发展带来阻碍,空气过滤材料的开发与应用已成为当前研究热点。2019年底新型冠状病毒（COVID-19）的爆发,引起了全世界的高度关注,这种具有强致病性的病毒正在肆意危害我们的健康,感染COVID-19的人主要发生肺部病变,导致肺泡细胞严重受损,最终导致气体交换阻塞。佩戴口罩是被广泛采纳的有效策略,口罩的高需求量、功能化修饰成为近段时间的关注重点。基于上述研究
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当前,环境愈发恶劣,给人体健康和经济社会发展带来阻碍,空气过滤材料的开发与应用已成为当前研究热点。2019年底新型冠状病毒（COVID-19）的爆发,引起了全世界的高度关注,这种具有强致病性的病毒正在肆意危害我们的健康,感染COVID-19的人主要发生肺部病变,导致肺泡细胞严重受损,最终导致气体交换阻塞。佩戴口罩是被广泛采纳的有效策略,口罩的高需求量、功能化修饰成为近段时间的关注重点。基于上述研究热点,本实验旨在开发一种功能性空气过滤材料,使其具备高效过滤PM0.3的能力和优异的抗菌活性。本研究首先利用静电纺丝工艺制备了聚乳酸（PLA）/聚已内酯（PCL）复合电纺纤维膜。PLA/PCL复合纤维膜具有光滑的纤维表面,没有形成珠状结构,PCL纤维的掺杂会在一定程度上影响纤维膜的孔隙率和堆积密度,且当PLA/PCL的射流比为2/1时,复合纤维膜对细颗粒物的捕获效率可达到98.51%。然后我们利用磁控溅射技术对棉织物进行改性,制备银锌复合棉织物(记作SAg/ZnC)。对棉织物进行磁控溅射不会影响其原始物理机械性能,并且会赋予织物非对称润湿性,有利于水分的单向传输。SAg/ZnC织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显的抗菌活性,对成纤维细胞的增殖分化没有影响,表明成纤维细胞的代谢不受释放的银离子和锌离子的影响,也表明释放的金属离子没有细胞毒性,表现出良好的生物相容性。最后,我们将SAg/ZnC织物作为基布构建双层复合PLA/PCL@SAg/ZnC纤维织物,这种结构可以有效且方便地利用周围的水蒸气并实现湿电活性抗菌。与市面上常见的口罩过滤层相比,PLA/PCL@SAg/ZnC织物对PM0.3表现出优异的过滤效率,生物气溶胶过滤结果也表明PLA/PCL@SAg/ZnC织物对这大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的截留率可达99.33%和99.19%,这说明复合织物具有优异的细菌截留功能,它可以作为口罩的杀菌中间层,拦截并且有效杀死污染空气中的细菌。电纺PLA/PCL复合纤维膜的三维立体结构作为过滤介质对透气性、过滤效率和压降有很大影响,磁控溅射棉织物作为底层支撑结构具有亲肤性和优异的抗菌性能。利用这些优势,证明双层织物能够有效捕获空气中的PM0.3和杀死致病性污染物,这种纤维状介质有望作为口罩核心过滤介质,以绿色、高效、简洁的方式保护人们免受病原体污染的空气,为开发用于个人防护的高性能过滤介质提供了新的研究方向。
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