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香港理工大学李桂君课题组--具有出色超疏水和光热性能的可重复使用和可回收的石墨烯口罩
     2019年的冠状病毒(COVID-19)爆发影响了210多个国家和地区,并且主要通过呼吸道飞沫传播。一次性手术口罩在高风险地区的患者、医生甚至普通公众中普遍使用。然而,当前的外科口罩不能自我消毒以便再利用或再循环用于其他应用。由此产生的高昂的经济和环境成本正在进一步损害全世界。在此,我们报道了一种独特的方法,用于有出色的自清洁和光热特性的市售手术口罩进行功能化。开发了一种双模激光诱导正向转移方法,用于将几层石墨烯沉积到低熔点非织造布口罩上。在处理过的口罩表面观察到超疏水状态,这可能导致进入的水滴反弹。在阳光照射下,功能性口罩的表面温度会迅速升高到80°C以上,从而使口罩在阳光下消毒后可以重复使用。此外,这种石墨烯涂层的口罩模可直接回收再利用,具有出色的脱盐性能,可长期用于太阳能脱盐。这样的口罩可以为我们提供针对这种严重病毒的更好防护。这些面罩的直接回收还可以使环境受益,这些口罩也可用于淡化海水。
   
Figure 1. (a)COVID-19病毒的图解示意图。(b)含有COVID-19病毒的呼吸滴。(c)来自原始手术口罩的非织造纤维的SEM图像;比例尺为100μm。(d)原始外科口罩的水接触角测量。
 
  
Figure 2. 不同激光诱导石墨烯方法的比较。
 
  
Figure 3. (a)激光制作的石墨烯口罩的光学图像。(b)手术口罩内涂有石墨烯的非织造纤维的SEM;比例尺为10μm。插图是缩小图像,比例尺为100μm。(c)石墨烯涂层口罩的拉曼光谱。(d)石墨烯涂层口罩上的水接触角。(e)说明了与原始蓝色口罩(左)相比,黑色石墨烯涂层口罩(右)的自清洁性能。
 

Figure 4. 石墨烯口罩的光热性能。
 

Figure 5. 石墨烯口罩的太阳能蒸汽产生性能。
 
相关研究成果于2020年由香港理工大学李桂君课题组,发表在ACS nano(https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c02250)上。原文:Reusable and Recyclable Graphene Masks with Outstanding Superhydrophobic and Photothermal Performances。
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