Группа исследователей из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ РАН) и МФТИ синтезировала материал, который по своим фильтрующим и оптическим свойствам превосходит все существующие аналоги и может быть использована в фильтрах для защиты органов дыхания, а также проведения аналитических исследований и других практических целей, сообщает пресс-служба МФТИ. Отчет об исследовании опубликован в журнале Macromolecular Nanotechnology.

Новый материал представляет собой ткань из нейлоновых нановолокон не более 15 нанометров в диаметре, плотностью примерно 10-20 миллиграмм на квадратный метр, практически полностью прозрачный (пропускает 95% света: больше, чем оконные стекла), с низким сопротивлением воздушному потоку и эффективным задерживанием мелкой пыли в виде частиц с размерами меньше одного микрометра.

Материал был создан методом электропрядения, который заключается в том, что через специальное сопло в сторону мишени под действием электрического поля выбрасывается струя растворенного полимера. С другой стороны распыляется обыкновенный этиловый спирт, причем струя полимера и капли спирта имеют противоположные электрические заряды. Сталкиваясь в воздухе, они формируют тончайшие пленки из нановолокон. Эта технология применяется для изготовления нетканных фильтров для атомной промышленности с 50-х годов прошлого века. При изготовлении наноматериал исследователи модифицировали технологию: если раньше наноткань получали на твердой проводящей подложке, то в варианте технологии, разрабатываемой авторами, фильтр формируется на отверстии в непроводящей перегородке из поликарбоната с отверстием диаметром 55 миллиметров.

Испытания показали, что наноткань задерживает не менее 98% частиц пыли в проходящем воздухе. Для проверки ученые использовали частицы от 0,2 до 0,3 микрометров диаметром — это как раз соответствует той пыли, которая не задерживается носоглоткой, проникает в легкие и может вызвать ряд опасных заболеваний. Частицы размером меньше 1 мкм диаметром также применяют при проверке промышленных и медицинских фильтров, причем для оценки потребительских качеств также проверяется и сопротивление воздушному потоку.

Эксперименты с измерением сопротивления, выполненные пока на единичных образцах показали, что из всех ранее описанных типов ткани капроновый фильтрующий материал обладает наилучшими характеристиками и превосходит существующие аналоги в несколько раз.

Как полагают исследователи, наноткань может использоваться не только для фильтрации воздуха или воды: так как материал по прозрачности превосходит стекло, его можно использовать и для биологических исследований. Если через новый фильтр пропустить анализируемый воздух или воду, а потом положить его под микроскоп, задержанные им микроорганизмы будут прекрасно видны: ткань состоит из особо тонких нитей, толщина которых намного меньше даже длины волны видимого света.