Uno de los problemas de los filtros convencionales utilizados en hogares, negocios y espacios públicos es su bajo rendimiento. Dependen de fuerzas de van der Waals débiles para capturar partículas como el polvo y el polen, lo que significa que dejan pasar muchas sustancias. Sin embargo, la naturaleza lo hace mucho mejor. Inspirándose en el cuerpo humano, los ingenieros químicos de la Universidad Chung-Ang en Corea del Sur diseñaron un sistema de filtración de aire que imita la capa de moco que recubre los pelos nasales.
La mucosidad nasal es la trampa perfecta
La nariz es un filtro de aire altamente eficiente que atrapa los contaminantes diminutos antes de que entren en los pulmones. Al inhalar, las partículas suspendidas en el aire quedan atrapadas en la mucosidad pegajosa gracias a la adhesión capilar. Esta fuerza ayuda a atraer las partículas hacia la capa pegajosa y retenerlas allí. Unas estructuras similares a pelos, llamadas cilios, las desplazan hacia la parte posterior de la garganta, donde son expulsadas o tragadas.
En esta nueva investigación publicada en la revista Nature, los ingenieros recubrieron los filtros con una fina capa (de 200 a 500 nanómetros) de aceite estable, biocompatible y no volátil. La película creó una superficie pegajosa que actuó de forma similar a la mucosidad nasal.
Para comprobar la eficacia de su nuevo sistema de filtrado, denominado filtro recubierto de aceite para la eliminación de partículas (PRO), el equipo realizó una serie de pruebas de campo en varios lugares de Seúl, como una sala de exposiciones, un edificio de oficinas y un estadio de béisbol cubierto. Descubrieron que el filtro PRO capturaba significativamente más partículas que los filtros tradicionales y tenía una duración el doble.
“Nuestro filtro bioinspirado demuestra que una capa líquida delgada y estable puede mejorar drásticamente la captura y retención de partículas, ofreciendo un nuevo paradigma para una filtración de aire eficiente, duradera y de ahorro de energía”, explicó Junyong Park, autor principal del estudio.
Otra ventaja de estos filtros PRO inspirados en la naturaleza es que funcionan bien incluso con viento, lo que los hace ideales en lugares como obras y estaciones de metro. Con los filtros tradicionales, las ráfagas fuertes pueden desprender partículas y expulsarlas al aire.
¿Que sigue?
Los investigadores creen que su trabajo podría dar lugar a mejores purificadores de aire y sistemas de climatización (HVAC) para edificios y espacios públicos. Un aire interior y exterior más limpio se traduce en entornos más saludables. Esto tampoco tiene por qué ser costoso, ya que los filtros PRO se pueden añadir a los sistemas existentes. No es necesario sustituirlos.
A continuación, el equipo planea desarrollar un material sólido con una superficie líquida y utilizarlo como una fina capa en los filtros. Estos nuevos filtros incorporarían cargas electrostáticas para ayudar a atrapar partículas en el agua.
Fuente: Tech Xplore.
