环境中的颗粒物污染已引起人们对公众健康的强烈关注。虽然室外的个人防护可以通过口罩来实现，但室内的空气净化往往需要昂贵且高耗能的空气过滤设备。
传统过滤PM2.5的材料有两种：（1）多孔膜过滤器；（2）吸附过滤器。如图144.12（c）、144.12（d）所示，这两种过滤材料的共同缺点是空气流通性差。一款好的PM2.5过滤材料需要有三大特点，即PM2.5吸收率高、透气性好、透光性好。
为了克服传统材料的不足，我们利用电纺丝的方法，开发出一种新型聚合物纳米线基过滤材料薄膜，如图144.12（e）所示。我们研究发现，带有极性基团的聚合物具有很强的吸附PM2.5的能力，比如聚酰亚胺（PI）、聚丙烯腈（PAN）等。聚合物偶极矩越大，其吸附能力越强。我们基于PAN研制的这种通过窗户进行室内空气保护的透明空气过滤器，利用自然被动通风，即可有效地保证室内空气质量。在极端恶劣的空气质量环境下（PM2.5质量浓度＞250 μg/m3）可达到90％透明度和95.00％的PM2.5去除率。
图144.12 透明空气过滤器(www.xing528.com)
进一步地，我们发现很多PM2.5物质都是在高温环境下排放的，如图144.13所示。如果想要从源头上解决PM2.5问题，所用材料必须具有一定的高温稳定性。因此，在前期工作的基础上，我们设计研究出了以聚酰亚胺为基础的耐高温的新型聚合物纤维材料。该材料在保证PM2.5去除率的前提下，兼具高温稳定性。其在370℃以下仍然能够高效工作，SEM表征发现其微观结构保持完整。以汽车尾气中PM2.5的去除为例，其实测稳定性也很好，如图144.13所示。
除此之外，我们还开展了防雾霾口罩等相关研究。在环境科学其他领域，如清洁水源方向，我们利用纳米技术实现了滤除水中的重金属以提供清洁水源，以及开发了海水中提取铀的崭新策略等。形形色色的纳米技术将在环境领域展现其独特的魅力。
图144.13 耐高温新型聚合物纤维过滤材料
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