Forskere udvikler virus-dræbende luftfiltreringssystem

Et nyt kulstofbaseret luftfiltreringsnanomateriale, der er i stand til at fange og ødelægge forskellige vira, inklusive animalsk coronavirus, en nær slægtning til SARS-CoV-2 – viruset, der forårsager COVID-19 – er blevet udviklet af Cambridge-forskere og ingeniører.

Prototypen, udviklet og testet af et tværfagligt team af forskere fra Boies Group, i Institut for Ingeniørvidenskab og med kolleger fra Institut for Materialevidenskab &Metallurgi og Institut for Patologi, er udstyret med ultratynde kulstof nanorør elektrisk ledende membraner . Denne nye ledende filtreringsmembran muliggør samtidig virusfiltrering og desinfektion ved hjælp af termiske blink via resistiv opvarmning til temperaturer over 100°C, hvilket deaktiverer vira, inklusive betacoronavirus, på få sekunder.

Forskerne siger, at det multifunktionelle filter er særligt nyttigt til at bekæmpe den virale spredning af luftbårne sygdomme i lukkede miljøer såsom akutbiler, hospitaler, fritids- og uddannelsescentre, uanset om det bruges som en selvstændig enhed eller i forbindelse med opvarmning, ventilation og luft conditioning (HVAC) filtreringssystemer. Resultaterne, herunder resultater taget under virusinfektivitetsforsøg understøttet af teoretisk modellering, er rapporteret i tidsskriftet Carbon .

Filteret repræsenterer en ny klasse af ledende filtreringsmedier, der muliggør elektrisk funktionalitet med mulighed for at blive masseproduceret, og som har en filtreringseffektivitet og luftgennemtrængelighed, der matcher den for kommercielle HEPA-filtre (højeffektiv partikelluft). Det fanger effektivt luftvejsvæskedråber - en bærer af mange vira, inklusive coronavirus - der produceres gennem hoste, tale og vejrtrækning, og som forbliver svævende i luften i timevis, og migrerer over ti meter i afgrænsede omgivelser. Det er disse respiratoriske partikler, der bidrager til høje infektionsrater i lukkede og overfyldte rum.

Produceret af en unik proces, der er opfundet på universitetet, er det innovative kulstofnanorørsmateriale også søjlen i ANAM-initiativet, finansieret af EPSRC, som søger at frigøre det kommercielle potentiale, som kulstofnanorør tilbyder.

Ph.D. studerende Liron Issman sagde:"Baseret på den viden, som dette projekt har erhvervet (resultatet af en Innovate UK-finansieret bevilling), er der udviklet adskillige fungerende prototyper, der viser filterets evne til at opnå luftrensning af 99 % af et lille rum eller en ambulance inden for 10-20 minutter. Adskillige industrielle samarbejdsprojekter er blevet igangsat med verdensførende luftfiltreringsvirksomheder for at introducere dette kulstof nanorørmateriale i avancerede applikationer for at hjælpe med at bekæmpe COVID-19 og andre luftbårne patogener.

"For at imødekomme markedskravene bliver vores unikke proces skaleret kommercielt af Q-Flo Limited, et spin-out fra University of Cambridge, til i første omgang at producere over 100.000 m ² /år membranmateriale. Fordelene ved disse ledende filtreringsmaterialer er, at de giver lav strømningsmodstand med høj opfangningseffektivitet og muligheder for yderligere opvarmning og registrering." + Udforsk yderligere

Hvilke luftrensere virker bedst til at fjerne aerosoler, der indeholder virus?