Ett nytt kolbaserat nanomaterial för luftfiltrering som kan fånga och förstöra olika virus, inklusive animaliskt coronavirus, en nära släkting till SARS-CoV-2 – viruset som orsakar COVID-19 – har utvecklats av Cambridge-forskare och ingenjörer.

Prototypen, utvecklad och testad av ett multidisciplinärt team av forskare från Boies Group, vid Institutionen för teknik, och med kollegor från Institutionen för materialvetenskap och metallurgi och Institutionen för patologi, är utrustad med ultratunna kolnanorör elektriskt ledande membran . Detta nya ledande filtreringsmembran möjliggör samtidig virusfiltrering och sanering genom termiska blixtar via resistiv uppvärmning till temperaturer över 100°C, vilket inaktiverar virus, inklusive betacoronavirus, på några sekunder.

Forskarna säger att det multifunktionella filtret är särskilt användbart för att bekämpa virusspridningen av luftburna sjukdomar i begränsade miljöer som akutfordon, sjukhus, fritids- och utbildningscenter, oavsett om det används som en fristående enhet eller i samband med uppvärmning, ventilation och luft konditionering (HVAC) filtreringssystem. Resultaten, inklusive fynd tagna under virusinfektivitetsförsök med stöd av teoretisk modellering, rapporteras i tidskriften Carbon .

Filtret representerar en ny klass av ledande filtreringsmedier som möjliggör elektrisk funktionalitet med förmågan att massproduceras och har en filtreringseffektivitet och luftgenomsläpplighet som matchar den hos kommersiella HEPA-filter (högeffektiva partikelluft). Den fångar effektivt upp andningsvätskedroppar - en bärare av många virus, inklusive coronavirus - som produceras genom hosta, tala och andas och som förblir svävande i luften i timmar och vandrar över tiotals meter i begränsade miljöer. Det är dessa andningspartiklar som bidrar till höga infektionsfrekvenser i slutna och trånga utrymmen.

Tillverkat av en unik process som uppfunnits vid universitetet, är det innovativa kolnanorörsmaterialet också pelaren i ANAM-initiativet, finansierat av EPSRC, som försöker låsa upp den kommersiella potentialen som kolnanorören erbjuder.

Ph.D. Student Liron Issman sa:"Baserat på kunskapen som förvärvats av detta projekt (resultatet av ett Innovate UK-finansierat bidrag), har flera fungerande prototyper utvecklats som visar filtrets förmåga att uppnå luftrening av 99% av ett litet rum eller en ambulans inom 10–20 minuter Flera industriella samarbetsprojekt har initierats med världsledande luftfiltreringsföretag för att introducera detta kolnanorörsmaterial i toppmoderna tillämpningar för att hjälpa till att bekämpa covid-19 och andra luftburna patogener.

"För att möta marknadens krav, skalas vår unika process kommersiellt av Q-Flo Limited, en spin-out från University of Cambridge, för att initialt producera över 100 000 m ² /år membranmaterial. Fördelarna med dessa ledande filtreringsmaterial är att de ger lågt flödesmotstånd med hög infångningseffektivitet och kapacitet för ytterligare uppvärmning och avkänning." + Utforska vidare

Vilka luftrenare fungerar bäst för att ta bort aerosoler som innehåller virus?