Le filtre multicouche en nanofibres peut offrir une protection élevée avec une faible perte de charge, permettant aux utilisateurs de respirer confortablement. Crédit :Université polytechnique de Hong Kong
Des chercheurs de l'Université polytechnique de Hong Kong ont mis au point une technologie de filtre révolutionnaire qui protège contre les polluants les plus fins dans l'air.
La brume est généralement composée de polluants sous forme de minuscules particules en suspension ou de fines brumes/gouttelettes émises par les véhicules, centrales et usines à charbon. Une exposition continue augmente le risque de développer des problèmes respiratoires, les maladies cardiaques et le cancer du poumon. Peut-on éviter l'air malsain ?
Un masque facial simple qui peut bloquer les particules en suspension a été développé par des scientifiques du Département de génie mécanique de l'Université polytechnique de Hong Kong (PolyU). Le projet est dirigé par le professeur Wallace Woon-Fong Leung, un expert reconnu de la filtration, qui a passé sa carrière à comprendre ces tueurs invisibles.
À Hong Kong, les particules en suspension PM 10 et PM 2,5 sont surveillées. PM 10 fait référence à des particules de 10 microns (ou micromètres) ou moins, tandis que PM 2,5 mesure 2,5 microns ou moins. A la pointe de la lutte contre la pollution de l'air, Le professeur Leung cible les polluants ultrafins qui ont encore été détectés par les moniteurs de la qualité de l'air - des particules mesurant 1 micron ou moins, qu'il considérait comme une menace plus importante pour la santé humaine.
"À mon avis, nano-aérosols (colloïde de fines particules solides ou de gouttelettes liquides de tailles submicroniques à nanométriques), comme les émissions de diesel, sont les plus meurtrières pour trois raisons. D'abord, ils sont dans leur abondance en nombre suspendus dans l'air. Seconde, ils sont trop petits pour être filtrés à l'aide des technologies actuelles. Troisième, ils peuvent passer facilement à travers nos poumons et se frayer un chemin dans nos systèmes respiratoires, et par la suite notre vasculaire, systèmes nerveux et lymphatique, faire le pire genre de mal."
Professeur Wallace Woon-Fong Leung, un expert reconnu de la filtration, et son équipe du département de génie mécanique de PolyU ont développé avec succès un masque facial simple qui peut bloquer les particules en suspension. Crédit :Université polytechnique de Hong Kong
Cependant, il serait difficile de respirer à travers le masque s'il était nécessaire de bloquer les nano-aérosols. Pour faire un filtre efficace et hautement respirant, un nouveau filtre qui offre une efficacité de filtration élevée mais une faible résistance à l'air (ou une faible chute de pression) est requis.
Selon le professeur Leung, les particules polluantes pénètrent dans notre corps de deux manières :par le flux d'air qui les transporte et par le mouvement de diffusion de ces minuscules particules. Comme les particules sont interceptées par les fibres du masque, ils sont filtrés avant d'atteindre nos poumons.
Les fibres de matériaux naturels ou synthétiques peuvent être transformées en nanofibres d'environ 1/500 du diamètre d'un cheveu (environ 0,1 mm) grâce aux nanotechnologies. Alors que les nanofibres augmentent la surface d'interception des nano-aérosols, ils subissent également une plus grande résistance à l'air. La nouvelle innovation du professeur Leung vise à diviser une quantité optimale de nanofibres en plusieurs couches séparées par un espace perméable, laissant beaucoup d'espace pour le passage de l'air.
Un masque facial conventionnel ne peut bloquer qu'environ 25 % des nano-aérosols de 0,3 micron dans des conditions de test standard. Le professeur Leung a déclaré:"Le masque multicouche en nanofibres peut bloquer au moins 80% des nano-aérosols en suspension, même ceux plus petits que 0,3 micron. En attendant, le porteur peut respirer aussi confortablement que le port d'un masque facial classique, ce qui le rend superbe pour toutes les occasions en plein air. Une autre option est de fournir un masque en nanofibres qui a la même efficacité de capture qu'un masque facial classique, pourtant il est au moins plusieurs fois plus respirant, qui conviendrait au groupe de travail."
La nouvelle technologie de filtration a été bien reconnue. Récemment, Le professeur Leung et son équipe ont remporté une médaille d'or et un prix spécial du mérite du ministère roumain de l'Éducation nationale lors du 42e Salon international des inventions de Genève qui s'est tenu en Suisse.
Si la percée est transformée en masques chirurgicaux bien ajustés, ils sont tout aussi efficaces contre les bactéries et les virus dont la taille est inférieure à 1 micron. "À l'avenir, les professionnels de la santé en première ligne peuvent bénéficier d'une protection renforcée contre les bactéries et les virus mortels, " a ajouté le professeur Leung.
En outre, une nouvelle technologie de purification de gaz est en cours de développement pour convertir les gaz polluants nocifs, tels que les NOx et les composés organiques volatils, aux substances inoffensives, y compris les acides, dioxyde de carbone et vapeur d'eau.
Au-delà de la protection personnelle, les technologies de filtration et de purification, lorsqu'elles sont combinées, peuvent également purifier l'air dans les bâtiments et améliorer la qualité de l'air intérieur. Le professeur Leung a déclaré qu'ils pourraient fabriquer des filtres purificateurs d'air qui s'intègrent facilement dans les bâtiments anciens et nouveaux, sans aucune structure de support supplémentaire ni aucun coût supplémentaire. Par conséquent, le potentiel est illimité; des filtres purificateurs d'air peuvent également être installés dans les cabines des avions, Véhicules, trains et bateaux. Une telle solution pratique peut être la voie de l'avenir pour un air « plus propre et plus sain ».
