Một trong những hạn chế của các bộ lọc thông dụng trong nhà, doanh nghiệp và không gian công cộng là hiệu suất lọc kém. Các bộ lọc dựa vào lực Van der Waals yếu để giữ lại các hạt như bụi và phấn hoa, đồng nghĩa với việc chúng để lọt rất nhiều thứ. Lấy cảm hứng từ cơ thể con người, các kỹ sư hóa học tại Đại học Chung-Ang ở Hàn Quốc đã thiết kế một hệ thống lọc không khí mô phỏng lớp chất nhầy bao phủ lông mũi.

Chất nhầy mũi - cái bẫy hoàn hảo

Mũi là bộ lọc không khí hiệu quả cao, giữ lại các chất ô nhiễm nhỏ trước khi chúng có thể xâm nhập vào phổi. Khi bạn hít vào, các hạt trong không khí bị giữ lại trong chất nhầy dính nhờ sự kết dính mao mạch. Đây là một lực giúp kéo các hạt vào lớp dính và giữ chúng ở đó. Các cấu trúc giống như sợi lông gọi là lông mao, sau đó di chuyển các chất ô nhiễm đến phía sau cổ họng, nơi chúng bị đẩy ra ngoài hoặc bị nuốt.

Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature, các kỹ sư đã phủ lên bộ lọc một lớp mỏng (200 đến 500 nanomet) dầu ổn định, tương thích sinh học và không bay hơi. Lớp màng này tạo ra một bề mặt dính hoạt động tương tự như chất nhầy trong mũi.

Để kiểm tra hiệu quả của hệ thống lọc mới được gọi là bộ lọc phủ dầu loại bỏ hạt, các tác giả đã sử dụng một lớp dầu mỏng để loại bỏ hạt (PRO). Nhóm nghiên cứu đã tiến hành một loạt thử nghiệm thực địa tại một số địa điểm ở Seoul, bao gồm một phòng triển lãm, một tòa nhà văn phòng và một sân vận động bóng chày trong nhà. Họ nhận thấy bộ lọc PRO thu được nhiều hạt hơn đáng kể so với bộ lọc thông thường và có tuổi thọ cao gấp đôi.

Một lợi ích khác của bộ lọc PRO lấy cảm hứng từ thiên nhiên là chúng thậm chí hoạt động tốt trong điều kiện có gió, khiến chúng trở nên lý tưởng ở những nơi như công trường xây dựng và ga tàu điện ngầm. Với bộ lọc truyền thống, những cơn gió mạnh có thể đánh bật các hạt và thổi chúng trở lại không khí.

Bước tiếp theo là gì?

Các tác giả tin rằng công trình nghiên cứu của họ có thể dẫn đến việc cải thiện máy lọc không khí và hệ thống HVAC cho các tòa nhà và không gian công cộng. Không khí trong nhà và ngoài trời sạch hơn đồng nghĩa với môi trường trong lành hơn. Điều này cũng không tốn kém, vì bộ lọc PRO có thể được lắp đặt thêm vào các hệ thống hiện có nên không cần phải thay thế. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu dự định phát triển một vật liệu rắn với bề mặt hóa lỏng và sử dụng nó làm lớp phủ mỏng trên các bộ lọc. Những bộ lọc mới này sẽ được tích hợp điện tích tĩnh điện để giúp giữ lại các hạt trong nước.

N.P.D (NASTIS), theo Techxplore, 7/2025