香港の研究者は自己開発を行う

2023 年 2 月 27 日 ショーン・フーリー著

CityU のヤン・ジェンバオ博士と彼のチームによって開発された自己充電エアフィルター (SAF)。 [写真提供：香港城市大学の楊正宝博士のグループ]

研究者らによると、マスク自体が帯電する可能性があり、ユーザーがマスクを着用して呼吸するにつれて静電気が継続的に補充されるという。 これにより、マスクを最大 4 時間まで長時間使用した場合のフィルタリング性能が向上します。

静電吸着は、フェイスマスクの使用における機械的濾過を補完する重要な機能です。 このフィルターの静電荷は、一般に時間の経過とともに、特に湿気の多い条件では減衰します。

このマスクは従来のサージカルマスクの4時間着用よりも長持ちするだけでなく、環境にも利益をもたらすとCityUは述べた。

研究を主導したYang Zhengbao博士は、「多くの報告では静電吸着効果を長期間持続させるために電荷を補充することに取り組んでいるが、通常は追加の電源が必要であり、煩雑で不便だ」と述べた。 「私たちは、自己帯電方式で静電気を継続的に補充できる、効率的で耐久性があり、低コストのエア フィルターを開発しました。」

ヤンは、CityU の機械工学科と材料科学工学科の准教授です。 彼とチームは、摩擦電気効果を利用して、効率的かつ長期にわたる浮遊粒子の除去を達成するために、自己帯電エアフィルター (SAF) を導入しました。

マスクは、エレクトロスピニングされたポリフッ化ビニリデン (PVDF) ナノファイバーフィルター媒体を 2 つの摩擦電気ナイロン生地層の間に挟みます。 これにより、SAF は呼吸によって励起された静電荷を継続的に生成します。 研究者らによると、60時間のテスト後も95.8％という高い効率を維持したという。 このテストには 30 時間の着用が含まれていました。

「中間層が呼吸に伴って側層間を行き来すると、電子親和力の大きな差によりPVDFとナイロンの間で電荷移動が起こり、その結果、PVDF層はマイナスに帯電し、ナイロン層はプラスに帯電します。」ヤン。 「この自己帯電プロセスにより、静電荷の継続的な補充と長時間の静電吸着が可能になります。」

研究者らは費用対効果も強調した。 マスク1枚を作るのにかかるSAFの原材料費は約6セント（0.47香港ドル）となる。 サージカルマスク、N95マスク、KF94マスク、KN95マスクの製造コストよりも安いという。

CityU によると、この戦略は高効率で長寿命の空気濾過技術に新たな道を開く可能性があります。

「リスクの高い環境では、サージカルマスクは4時間ごとに交換することが推奨されていますが、膨大な数のマスクが廃棄され、深刻な環境問題が生じています」とヤン氏は述べた。 「この自己充電戦略により、フェイスマスクの耐用年数が大幅に延長され、コロナウイルスに対する防御効果が高まり、廃棄されたマスクによる環境負荷が軽減されると期待しています。」