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【2h】

Tailoring Mechanically Robust Poly(m-phenylene isophthalamide) Nanofiberets for Ultrathin High-Efficiency Air Filter

机译：为超薄高效空气过滤器量身定制机械坚固的聚（间亚苯基间苯二甲酰胺）纳米纤维/网

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摘要

Effective promotion of air filtration applications proposed for fibers requires their real nanoscale diameter, optimized pore structure, and high service strength; however, creating such filter medium has proved to be a tremendous challenge. This study first establishes a strategy to design and fabricate novel poly(m-phenylene isophthalamide) nanofiberets (PMIA NF/N) air filter via electrospinningetting. Our strategy results in generation of a bimodal structure including a scaffold of nanofibers and abundant two-dimensional ultrathin (~20 nm) nanonets to synchronously construct PMIA filters by combining solution optimization, humidity regulation, and additive inspiration. Benefiting from the structural features including the true nanoscale diameter, small pore size, high porosity, and nets bonding contributed by the widely distributed nanonets, our PMIA NF/N filter exhibits the integrated properties of superlight weight (0.365 g m−2), ultrathin thickness (~0.5 μm), and high tensile strength (72.8 MPa) for effective air filtration, achieving the ultra-low penetration air filter level of 99.999% and low pressure drop of 92 Pa for 300–500 nm particles by sieving mechanism. The successful synthesis of PMIA NF/N would not only provide a promising medium for particle filtration, but also develop a versatile platform for exploring the application of nanonets in structural enhancement, separation and purification.
机译：有效推广用于纤维的空气过滤应用需要其真正的纳米级直径，优化的孔结构和较高的使用强度；然而，事实证明，创建这种过滤介质是一项巨大的挑战。这项研究首先建立了一种策略，以设计和制造通过静电纺丝/结网的新型聚（间亚苯基间苯二甲酰胺）纳米纤维/网（PMIA NF / N）空气过滤器。我们的策略导致生成双峰结构，包括纳米纤维支架和丰富的二维超薄（〜20 nm）纳米网，通过结合溶液优化，湿度调节和添加剂吸取来同步构建PMIA过滤器。受益于结构特征，包括真正的纳米级直径，小孔径，高孔隙率和分布广泛的纳米网所造成的网状结合，我们的PMIA NF / N过滤器具有超轻的整体性能（0.365 gm −2 < / sup>），超薄厚度（〜0.5μm）和高拉伸强度（72.8 MPa）以实现有效的空气过滤，在300-500 nm下实现99.999％的超低渗透空气过滤器水平和92 Pa的低压降颗粒通过筛分机制。 PMIA NF / N的成功合成不仅为颗粒过滤提供了一种有希望的介质，而且为探索纳米网在结构增强，分离和纯化中的应用提供了一个多功能平台。

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