Университет Кумох: кремнезёмные нановолокна для фильтров задержали 98,6% частиц 2–4 мкм

Исследовательская группа профессоров Ын Чжонхёна и Соль Инхвана из Национального технологического института Кумох (Южная Корея, факультет химических материалов) установила условия получения структурно стабильных электропрядных кремнезёмных нановолокон, сообщает dailydgnews.com. dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗ Авторы нашли баланс между скоростью химической реакции и запутыванием полимерных цепей в системе TEOS/PVP. Статья опубликована онлайн 24 октября в Journal of Membrane Science (DOI: 10.1016/j.memsci.2026.126331). dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗

Состав и термообработка

Кремнезёмные нановолокна устойчивы к нагреву и химическим веществам. Они нужны там, где трудно применять обычные полимерные фильтры: при высоких температурах на металлургических, энергетических и мусоросжигательных объектах, а также в химических процессах. Главной сложностью было подобрать соотношение кремнезёмного прекурсора (TEOS) и полимера (PVP). dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗

Исследователи систематически меняли концентрацию TEOS (8–24 мас.%), содержание PVP и время выдержки раствора, анализируя изменения морфологии волокон и химической структуры. Однородные нановолокна без дефектов получились при 18 мас.% TEOS и 2,4 г PVP. dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗ После термообработки при 300 °C волокна сохранили форму, а предел прочности при растяжении вырос с примерно 0,14 МПа до 0,30 МПа, то есть на 114,3%. dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗ В испытаниях на фильтрацию материал задержал 98,6% частиц размером 2–4 мкм. dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗

Формование и предполагаемое применение

Мат оптимального состава поместили между верхней и нижней формами, изготовленными на 3D-принтере, и прессовали. Он принял объёмную форму без разрывов и отверстий. dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗ Нановолокна на основе кремнезёма трудно формовать, и, по словам авторов, результат показывает возможность делать из них фильтры разной формы. dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗

Авторы ожидают применения материала в пылеулавливающих фильтрах для горячих выхлопных газов и агрессивных, коррозионных сред. Они также называют фильтры для чистых комнат и технологических вытяжек на производстве полупроводников, дисплеев и аккумуляторов. Формование позволяет делать объёмные фильтрующие модули, например цилиндрические картриджи под форму оборудования. dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗

Статья называется «Balancing reaction kinetics and chain entanglement for structurally stable electrospun silica nanofibers in TEOS/PVP systems». Первый автор — магистрантка Ли Сонбин; профессора Соль и Ын — соавторы-корреспонденты. Ын Чжонхён заявил, что работа даёт принципы проектирования неорганических нановолокон для фильтров, требующих термической стабильности. dailydgnews.comdailydgnews.comdailydgnews.comОткрыть источник ↗