如(ru)何治理大(da)氣污染，仍然是人類(lei)目前面臨(lin)的急(ji)需解決的問題之一。在(zai)霧霾環境中(zhong)，有效防(fang)護PM2.5的口罩為N95級，但是體(ti)感憋(bie)悶，無(wu)法長(chang)時間佩戴。介(jie)于室外除霾(mai)和(he)個人(ren)防護之間，室內空(kong)氣凈(jing)化是保證人(ren)們健(jian)康工作和(he)生活(huo)的(de)一項有(you)(you)效措施。同時，還需要消耗大量的(de)能(neng)源(yuan)來保持(chi)室內的(de)溫(wen)度適宜(yi)，隨著人(ren)們生活(huo)水平的(de)提高，這項能(neng)耗將(jiang)持(chi)續增(zeng)加。因而，開發一種(zhong)智能(neng)窗口兼備調(diao)節室內光線強度和(he)凈(jing)化空(kong)氣霧霾(mai)，將(jiang)具有(you)(you)非常重要的(de)應(ying)用和(he)現實意義(yi)。
近年來，研(yan)究(jiu)人員提出了多種方(fang)案(an)收集過(guo)濾室內漂浮著的(de)霧霾微(wei)粒(li)，凈化個(ge)人的(de)居住環境，例如(ru)通過(guo)靜電吸附(fu)、聚合物纖維吸附(fu)以(yi)及(ji)金屬有(you)機骨架配合物吸附(fu)等物理方(fang)式。但是(shi)所制(zhi)備的(de)智能(neng)窗(chuang)(chuang)口價格昂(ang)貴、難(nan)以(yi)擴大(da)生產和可(ke)重(zhong)復(fu)循環使用。因此，如(ru)何制(zhi)備出超大(da)面積的(de)可(ke)重(zhong)復(fu)使用的(de)柔性(xing)透明智能(neng)窗(chuang)(chuang)口仍然是(shi)一個(ge)挑戰。
近(jin)日，188bet足球俞書宏教授領導的(de)團隊發展了(le)一種浸染自組(zu)裝的(de)方法，以傳統的(de)商業(ye)尼龍網(wang)紗（聚(ju)酰胺）為(wei)基底，成功研制了(le)超大面積的(de)柔性透明(ming)智(zhi)能窗(chuang)口(kou)。研究論文以“Mass-Production of Nanowire-Nylon Flexible Transparent Smart Windows for PM2.5 Capture”為(wei)題發表于(yu)Cell出版(ban)社新(xin)刊(kan)iScience上(shang)（iScience 2019, 12, 333-341）。論文(wen)作者為合肥微尺度物(wu)質(zhi)科學(xue)國家實驗(yan)室博士生黃蔚然等。
研究人(ren)員在20分鐘(zhong)內即可制備約7.5平方米的(de)銀(yin)納米線-尼龍智能窗(chuang)口（花費約100元），這種(zhong)柔性透明(ming)智能窗口(kou)不僅能夠和熱(re)致變色染料(liao)相結合改變室內的光(guang)照強度，還(huan)能夠作為高(gao)效(xiao)的霧霾(mai)收集器用以(yi)凈(jing)化(hua)室內的空氣(qi)質量。其中，空氣(qi)凈(jing)化(hua)效(xiao)率最高(gao)可以(yi)達到99.65%，并且能夠在(zai)50 秒內將空氣中的(de)PM2.5的濃度(du)(du)從嚴(yan)重(zhong)污(wu)染的程度(du)(du)（248 μg·m-3）降至空氣優良狀態（32.9 μg·m-3）。而制備(bei)得到的銀線-尼龍智能窗口在霧(wu)霾收集(ji)之后，只需要簡單地浸(jin)泡在乙(yi)醇中20 分(fen)鐘，就可(ke)以(yi)清洗干凈(jing)并再次(ci)使用，即使經過上(shang)百(bai)次(ci)的可(ke)重復循環，其(qi)凈(jing)化效率依然可(ke)以(yi)保持穩定。研究結果(guo)表明，在邊長達0.5 米的立方空間中，使用這種銀納米線-尼龍智(zhi)能窗口(kou)，其霧霾(mai)收集效(xiao)率(lv)依然可以達到99.48%。
這項研究為今后柔性透明智能窗口材料的設計和制(zhi)備提供了一(yi)種新的策略。
圖1.基于浸染組裝技術得到的超大(da)面積柔性(xing)透明(ming)電(dian)極(ji)的制備示(shi)意圖、成(cheng)品光學照片和微觀結構(gou)的掃描(miao)電(dian)鏡（SEM）照片(pian)。
圖2.熱致變(bian)色智能(neng)(neng)窗口(kou)的(de)變(bian)色性能(neng)(neng)； 超大(da)窗口(kou)霧(wu)霾(mai)收(shou)集的(de)原理示(shi)意圖、過濾性能(neng)(neng)曲線以及重復(fu)循(xun)環使用前后的(de)微(wei)觀結構的(de)掃描電鏡（SEM）對比照片(pian)、循環使用性能。
該項研(yan)究(jiu)受到國(guo)家自(zi)然(ran)科(ke)(ke)(ke)學(xue)基(ji)金(jin)委(wei)創(chuang)新(xin)研(yan)究(jiu)群體、國(guo)家自(zi)然(ran)科(ke)(ke)(ke)學(xue)基(ji)金(jin)重(zhong)點項目(mu)、中(zhong)國(guo)科(ke)(ke)(ke)學(xue)院(yuan)前沿科(ke)(ke)(ke)學(xue)重(zhong)點研(yan)究(jiu)項目(mu)、中(zhong)國(guo)科(ke)(ke)(ke)學(xue)院(yuan)納米科(ke)(ke)(ke)學(xue)卓(zhuo)越創(chuang)新(xin)中(zhong)心(xin)、蘇州納米科(ke)(ke)(ke)技協(xie)同(tong)創(chuang)新(xin)中(zhong)心(xin)、合肥大科(ke)(ke)(ke)學(xue)中(zhong)心(xin)卓(zhuo)越用(yong)戶(hu)基(ji)金(jin)的資助(zhu)。
附論文鏈接：
//www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(19)30014-8
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