新冠肺炎疫情期间聚合物基呼吸面罩的大规模生产重新引发了不可回收塑料废物造成的环境污染问题。为了缓解这一问题，传统的过滤器应该重新设计，在整个使用寿命期间具有改进的过滤性能，同时最终还可以自然降解。

近日，韩国科学技术院（KAIST）Il-Doo Kim开发了一种功能性和可生物降解的聚合物过滤膜。

文章要点

1）聚合物过滤膜由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)基质与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和蒙脱土(MMT)粘土混合组成，其表面性质已经通过阳离子交换反应进行了改性，以便在有机溶剂中与PBAT具有良好的混溶性。特别是，在静电纺丝过程中，部分核-壳结构(即被CTAB-MMT壳包裹的PBAT核)的自发演变放大了摩擦电效应以及抗菌/抗病毒活性，这在原始PBAT中没有观察到。

2）与依赖静电吸附机制的传统面罩过滤器不同，静电吸附机制会随着时间的推移和/或由于外部环境因素而退化，基于PBAT CTA B- MMT纳米纤维膜(NFM)的过滤器由于CTAB-MMT的摩擦电效应而在表面上持续保留静电荷。因此，基于PBAT CTA B- MMT NFM的过滤器在其使用寿命期间，即使在40帕或更低的低压差下也显示出高过滤效率(98.3%，PM0.3)。

总之，这项研究不仅提出了一种有效而实用的解决方案来提高滤膜的性能，同时最大限度地减少其环境足迹，而且还为有机无机杂化材料在滤膜以外的应用中的协同功能提供了有价值的见解。

参考文献

Yujang Cho, et al, Multifunctional Filter Membranes Based on Self-Assembled Core−Shell Biodegradable Nanofibers for Persistent Electrostatic Filtration through the Triboelectric Effect, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c09165

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c09165