В США создан эффективный воздушный фильтр из кукурузного белка

Автор: Загудалина Диана
Фото: RusPhotoBank

Новый воздушный фильтр может одновременно улавливать мелкие частицы, а также токсичные химические вещества, такие как формальдегид, чего не могут современные воздушные фильтры.

Инженеры Университета штата Вашингтон разработали новый биофильтр, показал технологию создания более совершенных очистителей воздуха, особенно в регионах мира с очень плохим качеством воздуха.

Твердые частицы не так сложно фильтровать, но одновременно улавливать различные виды молекул химического газа, что более важно. Эти материалы для фильтрации воздуха на основе белка должны быть очень перспективными для улавливания нескольких видов загрязнителей воздуха,

сказала Кэти Чжун, профессор Школы машиностроения и материаловедения WSU. 

Плохое качество воздуха является фактором возникновения таких заболеваний, как астма, болезни сердца и рак легких. Коммерческие очистители воздуха удаляют мельчайшие частицы сажи, дыма или выхлопных газов автомобилей, которые могут попасть непосредственно в легкие, но загрязненный воздух также часто содержит другие опасные газообразные молекулы, такие как окись углерода, формальдегид и другие летучие органические соединения.

Имея поры микронного размера, типичные высокоэффективные воздушные фильтры для твердых частиц, также известные как фильтры HEPA, могут улавливать мелкие частицы, но не способны улавливать молекулы газа. Чаще всего они изготавливаются из нефтепродуктов и стекла, что приводит к вторичному загрязнению при выбрасывании старых фильтров.

Исследователи WSU разработали более экологичный воздушный фильтр из волокон кукурузного протеина, способный одновременно улавливать 99,5% мелких твердых частиц, аналогично коммерческим фильтрам HEPA, и 87% формальдегида, что выше, чем у воздушных фильтров, специально разработанных для этих целей. 

Исследователи выбрали кукурузу для изучения из-за ее распространенности в качестве сельскохозяйственного продукта в США. Белок кукурузы также является гидрофобным, что означает, что белок отталкивает воду и может хорошо работать во влажной среде, например, в маске.

Аминокислоты в кукурузном белке известны как функциональные группы. Находясь на поверхности белка, эти функциональные группы действуют как несколько рук, захватывая токсичные химические молекулы. Исследователи продемонстрировали это, обнажив функциональную группу на поверхности белка, где он захватил формальдегид. Они предполагают, что дальнейшая перестройка белков может привести к появлению набора функциональных групп, напоминающих щупальца, которые могут захватывать различные химические вещества из воздуха.

Судя по механизму, вполне разумно ожидать, что этот воздушный фильтр на белковой основе сможет улавливать больше видов токсичных химических молекул,

сказал Чжун.

Трехмерная структура, которую они разработали, также предлагает больше возможностей для простого метода производства, чем тонкие пленки белков, разработанные исследовательской группой ранее. Они использовали небольшое количество химического вещества, поливинилового спирта, чтобы склеить нановолокна вместе в легкий пенообразный материал.

Эта работа открывает новый путь к созданию экологически безопасных и многофункциональных воздушных фильтров из богатой природной биомассы. Я считаю, что эта технология очень важна для здоровья людей и окружающей среды, и ее следует коммерциализировать,

сказал Чжун.