8 / 2025-02-22 20:53:32

刺激响应性形状记忆多孔膜捕获生物气溶胶研究

刺激响应，形状记忆材料，生物气溶胶，选择性捕获，亲疏水性

随着生物气溶胶对环境和健康的影响日益受到关注，传统无差别捕获方法（如过滤和静电吸附）在处理不同尺寸和亲疏水性的气溶胶时存在一定局限。为了解决这一问题，本研究设计了一种刺激响应性形状记忆多孔膜，旨在实现对不同尺寸（或亲疏水性）生物气溶胶的选择性捕获。本研究利用形状记忆材料构建了具有“毛结构”和“皮结构”的多孔膜，通过调节不同部位的孔径及表面特性，并利用焦耳热效应控制其形态变化，模拟毛发竖立和倒下的两种状态。该设计使膜能够在不同热刺激下实现对生物气溶胶的选择性捕获：在常温下，“毛结构”处于竖立状态，生物气溶胶通过较大孔径（亲水）的“皮结构”进行过滤，从而捕获大尺寸（亲水）的生物气溶胶；当受热时，“毛结构”倒下并覆盖“皮结构”表面，此时生物气溶胶通过较小孔径（疏水）的“毛结构”进行过滤，从而捕获小尺寸（疏水）的生物气溶胶。本研究利用形状记忆材料的热刺激响应“开关”效应，实现对不同性质生物气溶胶的选择性捕获，为分类识别和选择性捕获提供了一种潜在的解决方案。