Filterpapper tillverkat av nanotrådar av titanoxid kan fånga patogener och förstöra dem med ljus. Denna upptäckt av ett EPFL-laboratorium skulle kunna användas i personlig skyddsutrustning, samt i ventilations- och luftkonditioneringssystem.

Som en del av försöken att begränsa covid-19-pandemin, pappersmasker görs alltmer obligatoriska. Deras relativa effektivitet är inte längre ifrågasatt, men deras utbredda användning har ett antal nackdelar. Dessa inkluderar miljöpåverkan från engångsmasker gjorda av lager av non-woven polypropenplastmikrofibrer. Dessutom, de fångar bara patogener istället för att förstöra dem. "På sjukhusmiljö, dessa masker placeras i speciella papperskorgar och hanteras på lämpligt sätt, säger László Forró, chef för EPFL:s Laboratory of Physics of Complex Matter. "Dock, deras användning i omvärlden – där de slängs i öppna soptunnor och till och med lämnas på gatan – kan förvandla dem till nya föroreningskällor."

Forskare i Forrós labb arbetar på en lovande lösning på detta problem:ett membran tillverkat av nanotrådar av titanoxid, liknar filterpapper till utseendet men med antibakteriella och antivirala egenskaper.

Deras material fungerar genom att använda de fotokatalytiska egenskaperna hos titandioxid. När de utsätts för ultraviolett strålning, fibrerna omvandlar inbyggd fukt till oxidationsmedel som väteperoxid, som har förmågan att förstöra patogener. "Eftersom vårt filter är exceptionellt bra på att absorbera fukt, det kan fånga droppar som bär virus och bakterier, " säger Forró. "Detta skapar en gynnsam miljö för oxidationsprocessen, som utlöses av ljus."

Forskarnas arbete förekommer idag i Avancerade funktionella material , och inkluderar experiment som visar membranets förmåga att förstöra E. coli, referensbakterien inom biomedicinsk forskning, och DNA-strängar på några sekunder. Baserat på dessa resultat, forskarna hävdar – även om detta återstår att demonstrera experimentellt – att processen skulle vara lika framgångsrik på ett brett spektrum av virus, inklusive SARS-CoV-2.

Deras artikel säger också att tillverkning av sådana membran skulle vara möjlig i stor skala:laboratoriets utrustning ensam kan producera upp till 200 m ² filterpapper per vecka, eller tillräckligt för upp till 80, 000 masker per månad. Dessutom, maskerna kunde steriliseras och återanvändas tusen gånger. Detta skulle lindra brister och avsevärt minska mängden avfall som skapas av kirurgiska engångsmasker. Till sist, tillverkningsprocessen, som involverar kalcinering av titanit nanotrådarna, gör dem stabila och förhindrar risken för att nanopartiklar andas in av användaren.

En start-up vid namn Swoxid förbereder redan för att flytta ut tekniken från labbet. "Membranen kan också användas i luftbehandlingsapplikationer som ventilation och luftkonditioneringssystem samt i personlig skyddsutrustning, säger Endre Horváth, artikelns huvudförfattare och medgrundare av Swoxid.