Nanovlákna dokáží domácí klimatizaci přeměnit v čističku vzduchu 

16. 3. 2023

Alergie na pyl, roztoče a mikroby jsou mezi lidmi stále rozšířenější. Zhoršující se situace si proto vyžaduje zhotovování spolehlivějších a účinnějších filtrů do domácích klimatizací, a to nejen kvůli alergiím, ale třeba i v souvislosti s virovými nemocemi (např. covid‑19). Z toho důvodu je vzduchová nanofiltrace výzkumným tématem číslo jedna posledních let.

 

Překotný rozvoj lidské činnosti vede k víření jemných vzduchových částic, přičemž už částice s průměrem ≤ 2,5 μm způsobují znečištění ovzduší, vyvolávající obavy o zdraví lidské populace. Mnohem větší problém ale způsobují tzv. nanočástice, které mají obvykle průměr sta nanometrů. Podobnou velikost má např. koronavirus. Vyfiltrovat takto drobnou partikuli si vyžaduje zcela nový přístup.

 

Jak funguje interiérová klimatizace?

Domácí klimatizace fungují na principu nasávání. Klimatizační jednotky nasají vzduch, ten ochladí (nebo ohřejí), a poté ho vypustí zpátky do místnosti. Tím se logicky víří škodlivé částice, např. viry, bakterie, roztoči a další mikrobi.

 

Nanofiltr se vkládá přímo do průduchu klimatizační jednotky, kterou přístroj nasává vzduch. Ještě předtím, než dojde k cirkulaci, je vzduch přefiltrován extra jemnými póry, které zachytí až 99 % škodlivých částic, jako jsou např. viry s průměrem v řádech nanometrů (SARS covid‑19, …). Vzduch, který klimatizace vypustí zpět do prostoru, je tedy čistý a bezpečný k dýchání. Moderní nanovlákenné filtry jsou navíc potažené speciální antimikrobiální vrstvou, která zabraňuje množení zachycených mikrobů.

 

Antimikrobiální vlastnosti vzduchových filtrů v klimatizacích

Vzduchové filtry hrají esenciální roli v kvalitě vzduchu jakožto bariéra mezi škodlivými partikulemi a čistým vzduchem. Podle Kumara Satheesana (2020) lze nečistoty klasifikovat podle velikosti takto:

  • Pyly = 9 až 80 μm,
  • Spóry plísní = 3 až 50 μm,
  • Jemný popel = 0,7 až 60 μm,
  • Bakterie = 1 až 10 μm,
  • Tabákový kouř = 0,1 až 7 μm,
  • Viry = až 0,1 μm.

 

Ashraf Elsaid ve své studii Indoor Air Quality Strategies for Air‑Conditioning and Ventilation Systems with the Spread of the Global Coronavirus (COVID‑19) Epidemic: Improvements and Recommendations porovnával vlastnosti vzduchových filtrů ne/ošetřených antimikrobiálním povlakem. Výsledky ukázaly, že vylepšený vzduchový filtr zcela inhibuje růst mikroorganismů, i když je vystaven bioaerosolům s vysokou koncentrací bakterií. Antibakteriální vlastnosti přetrvávají ještě po dobu jednoho měsíce.

 

Nanovlákna v klimatizačních jednotkách – v čem jsou lepší než konvenční filtry?

Nanofiltry v klimatizacích dokáží škodlivé částice mechanicky zachycovat a zabránit tak jejich proniknutí zpět do vzduchu, který dýcháme. Technologie NanospiderTM zhotovující extra jemná nanovlákna metodou elektrostatického zvlákňování představuje přelom ve výzkumu filtračního média, přes které se nedostanou ani částice o velikosti vyšších desítek nanometrů.

 

Pokročilá filtrace

Nanovlákna mají menší průměr vláken než běžné filtry. To umožňuje fyzicky zabránit částicím proniknout do zpětně vyfoukávaného vzduchu bez potřeby elektrostatické přitažlivosti.

 

Menší povrchové zatížení a delší životnost

Klimatizační filtrační systém má podobu třívrstvého filtru. Skládá se z vrstvy s nanovlákny na nosném podkladovém materiálu přikrytého dalším materiálem, který zachytí hrubší prach a nečistoty. To snižuje povrchové zatížení a kontaminaci nanovláken a prodlužuje životnost kompozitu při zachovaní vysoké efektivity filtrace.

 

Energeticky efektivnější

S nízkou tlakovou ztrátou a malým ucpáním pórů v průběhu času, souvisí i efektivita nanovlákenných filtrů. Ty tím pádem vyžadují méně energie, aby jimi mohl vzduch ventilovat. S tímto benefitem se stávají energeticky efektivnější např. pro budovy se systémem HVAC.

 

Možnost upravovat a přizpůsobovat

Elektrostaticky zvlákňovaná nanovlákna lze přizpůsobit tak, aby měla další benefity. Nanovlákenné membrány do klimatizačních filtrů mohou být např. dodatečně ošetřeny částicemi stříbra pro přidání antimikrobiálních a virucidních vlastností, takže viry a bakterie jsou zachycovány a poté zabity.

 

 

Použité zdroje:
  1. https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0009170,
  2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666821122000904,
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8146370/,

 

 

Zajímavosti ze světa
v měřítku 10-9 m

Vítězství v právním boji: Firma Elmarco porazila čínskou společnost ve sporu o porušení patentové ochrany

Přečíst článek

 Nanovlákna v rouškách poskytují lepší ochranu dýchacích cest – Jak fungují? 

Přečíst článek

Budoucnost nanovláken a průmyslových trendů: Elmarco Talks

Přečíst článek

Používáme soubory cookie