Koperschuim als microbefilter

Onderzoekers hebben in een nieuwe studie aangetoond hoe koperschuim kan worden gebruikt als een zeer efficiënt, langdurig filter voor herbruikbare maskers en luchtreinigers.

Koperen nanodraden zijn omgevormd tot metaalschuim dat door onderzoekers effectief microben kan filteren. Het schuim zou volgens de onderzoekers gebruikt kunnen worden in gezichtsmaskers en luchtfiltratiesystemen.

Sinds het begin van de COVID{0}}-pandemie dragen mensen over de hele wereld gezichtsmaskers om zichzelf te beschermen tegen het oplopen van het virus. Veel van deze mondkapjes zijn echter niet makkelijk te ontsmetten.

Wanneer een persoon bijvoorbeeld hoest of niest, laten respiratoire virussen kleine druppeltjes en deeltjes in de lucht vrij, die urenlang in de lucht kunnen blijven. Materialen die de deeltjes kunnen opvangen, zijn dus ideaal voor gebruik in gezichtsmaskers en luchtfilters. Metaalschuimen zijn taai en hun kleine poriën en grote oppervlakken suggereren dat ze nuttig kunnen zijn.

Koperschuimen werden ontwikkeld en getest door onderzoekers om te zien of ze aërosolen ter grootte van een micron konden verwijderen en tegelijkertijd duurzaam genoeg waren om te worden ontsmet en hergebruikt.

Metaalschuimen werden gemaakt door elektrolytisch gedeponeerde koperen nanodraden te oogsten en ze in een vrijstaand 3D-netwerk te gieten, dat vervolgens met warmte werd gestold om sterke verbindingen te vormen. Om het materiaal verder te versterken is er een tweede koperlaag toegevoegd.

Het koperschuim behield zijn vorm onder druk en bij hoge luchtsnelheden tijdens de tests, wat duurzaamheid impliceert voor herbruikbare gezichtsmaskers of luchtfilters. Het kan ook worden gereinigd met water en zeep of perslucht.

De onderzoekers ontdekten ook dat de metaalschuimen een uitstekende filtratie-efficiëntie hadden voor deeltjes variërend in grootte van {{0}}.1 tot 1,6 m, wat belangrijk is voor het filteren van coronavirusdeeltjes. Hun meest effectieve materiaal was een 2,5 mm dikke versie met koper voor 15 procent van het volume en een groot oppervlak dat 97 procent van 0,1-0 0,4 m aërosolvormige zoutdeeltjes opsloot.

Het ademend vermogen van het schuim was ook vergelijkbaar met dat van in de handel verkrijgbare polypropyleen N95-gezichtsmaskers. Het team verklaarde ook dat omdat het nieuwe materiaal op koper is gebaseerd, de filters bestand moeten zijn tegen reinigingsmiddelen, waardoor er verschillende desinfectieopties mogelijk zijn, en dat de antimicrobiële eigenschappen helpen om opgesloten bacteriën en virussen te doden.