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  長(zhǎng)期以來(lái)，飲用水中的致病微生物污染對(duì)人類(lèi)的身體健康和生命安全造成了嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的水凈化方法是在水中直接加入化學(xué)殺菌劑，如氯氣、次氯酸等，但其殺菌效果會(huì)隨著殺菌劑的消耗而快速降低。膜分離技術(shù)（超濾、微濾膜等）因具有較高的細(xì)菌攔截效率而被廣泛應(yīng)用于水凈化領(lǐng)域，然而這些膜材料不具備殺菌功能，在使用過(guò)程易被微生物污染從而導(dǎo)致水通量急劇下降。因此，亟需開(kāi)發(fā)具有抗污功能的水凈化材料。

  針對(duì)上述問(wèn)題，東華大學(xué)紡織科技創(chuàng)新中心俞建勇院士和丁彬教授帶領(lǐng)的納米纖維研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)以氧化硅納米纖維、氧化硅納米顆粒為構(gòu)筑基元，通過(guò)纖維冷凍成型方法在納米纖維/納米顆粒間構(gòu)筑了具有可再生殺菌功能的鹵胺彈性粘結(jié)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而制備出一種具有仿絲瓜絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)的超彈氧化硅納米纖維氣凝膠。該材料具有超親水性、高孔隙率、優(yōu)異的殺菌性能和抗污功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)病菌污染的飲用水的高效凈化。

氧化硅納米纖維氣凝膠的制備及其仿生結(jié)構(gòu)

  氣凝膠的纖維骨架結(jié)構(gòu)不僅賦予了其超彈特性，同時(shí)其連通孔道結(jié)構(gòu)有利于水的傳輸，可用作水凈化濾芯材料。其在重力作用下水過(guò)濾通量高達(dá)7000 L m^-2h^-1,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)大腸桿菌的高效殺滅（99.9999%）；在20kPa的低驅(qū)動(dòng)壓力下，水凈化通量高達(dá)57600 L m^-2h^-1，與之前報(bào)道的水凈化材料和商用微濾膜在相似效率的情況下，通量高出1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。此外，該材料還具有優(yōu)異的抗污功能，在1min內(nèi)可實(shí)現(xiàn)對(duì)6log細(xì)菌的脫附，是長(zhǎng)效水凈化應(yīng)用的有力保證。

氧化硅納米纖維氣凝膠的抗污水凈化應(yīng)用

  以上相關(guān)研究成果以“Biomimetic and superelastic silica nanofibrous aerogels with rechargeable bactericidal function for antifouling water disinfection”為題發(fā)表在ACS Nano上，文章DOI：10.1021/acsnano.0c03793，該論文第一作者為東華大學(xué)紡織學(xué)院的博士生王斐，丁彬研究員和斯陽(yáng)研究員為共同通訊作者。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市教育委員會(huì)、上海市科學(xué)技術(shù)委員、中央高�；A(chǔ)研究項(xiàng)目的大力資助。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.0c03793