抵禦霧霾，科學家研發出「大豆基」空氣過濾器！

導讀

最近霧霾又開始肆虐，然而發表於《複合材料科學與技術》雜誌的一項新研究顯示：基於大豆的空氣過濾器，可以過濾掉空氣中混合著的幾乎所有的有毒化學物質，幫助我們有效地凈化空氣，抵禦霧霾，保持健康。

霧霾

圖片來源於網路

中央氣象台預計，15 日至 17 日，華北、黃淮及東北平原地區大氣將呈現靜穩狀態，霾天氣將有所發展並逐漸加重。其中，16 日至 17 日為最強時段，北京、天津、河北中南部、河南中北部、山東中西部、山西南部、陝西關中地區、東北平原等地將先後出現中至重度霾。此次霾天氣持續約 3 天時間。

「霧霾天氣」，是一種大氣污染狀態，是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述，尤其是PM2.5（空氣動力學當量直徑小於等於2.5微米的顆粒物）被認為是造成霧霾天氣的「元兇」。

二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項是霧霾主要組成，另外還包括各種對人體有害的細顆粒，例如酸、鹼、鹽、胺、酚等，以及塵埃、花粉、蟎蟲、流感病毒、結核桿菌、肺炎球菌等。對於這些有毒顆粒物的來源，一般有以下一些途徑，例如機動車尾氣、工業生產排放、燒煤產生的廢氣、建築施工的揚塵、可生長有毒顆粒。

霧霾，對於呼吸系統、心血管系統、兒童成長、心理和情緒健康等等都會產生不利影響，也有可能成為誘發一些疾病例如哮喘、心臟病、肺癌的因素。總之，霧霾對健康的影響不容忽視。

抵禦

在這樣的霧霾天氣中，我們如何能夠做到「自強不吸」呢？一般來說，為了抵禦霧霾，人們往往會想到使用口罩和空氣凈化器等產品。

對於普通口罩的防霧霾效果，不少專家和評論都認為十分有限。然而，一些抵禦霧霾性能較好的口罩，售價又會很昂貴。對於室內空氣凈化來說，我們主要會使用空氣凈化器。目前，市場上大多數的商用空氣凈化器，主要功能是去除煤煙、霧霾、汽車尾氣裡面的小顆粒。這些破壞性的小顆粒會被人們直接吸入肺中，對健康造成影響。

但是，在嚴重的空氣污染中，還包含著有害氣體分子的「混合體」例如一氧化碳、甲醛、二氧化硫和其它揮發性有機化合物。

一般來說，普通的空氣過濾器是由微米級的合成塑料纖維構成，能夠對於那些微小顆粒進行物理過濾，但是無法對於氣體分子進行化學捕捉。另外，它們的濾芯大多數是由活性炭和玻璃纖維組成，研究人員稱這樣很容易導致二次污染。

科技

前不久，中國北京科技大學和美國華盛頓州立大學的科研人員一起，創新性地採用純大豆蛋白和細菌纖維素，製成了純天然、可降解、低成本的空氣過濾器。

圖片顯示了過濾器的過濾性能，左：過濾前，右：過濾後。

（圖片來源於：華盛頓州立大學）

這種新型空氣過濾材料選用純天然、純化的大豆蛋白和細菌纖維素（一種由細菌生產的有機化合物）。大豆蛋白和纖維素成本較低，並且已經應用於很多領域，例如粘合劑、塑料製品、組織再生材料、傷口敷料等等。

大豆，含有大量的功能性化學組包括18種氨基。每種化學組都能夠在分子級捕獲通過它的污染物。在研究過程中，研究人員使用了丙烯酸來鬆開十分僵硬的大豆蛋白，讓化學組可以更好的和污染物接觸發生反應。研究人員稱，這種過濾器最終可以去除幾乎所有的微小顆粒以及化學污染物。

對於空氣污染十分嚴重的地區，人們呼吸著的可能是未知的混合污染物，這對於凈化來說是極具挑戰性的。然而，大豆蛋白中大量的功能組，能夠捕獲各種各樣的污染物分子。大豆是世界範圍內廣泛種植的植物，所以它也是低成本和可降解的。

（圖片來源於：華盛頓州立大學）

專利

除了大豆基的過濾器，華盛頓大學的研究人員也開發了一種基於明膠和纖維素的空氣過濾器。同時，他們也試圖將過濾器材料應用於低成本的、一次性紙巾上，以提升紙巾的性能。

他們已經申請了關於這項技術的專利，並且對於這項技術商業化的機會感興趣。

參考資料

【1】http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353816305796

【2】https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-01/wsu-rde011317.php