تصفیه‌کننده هوای انقلابی KAIST: حذف ۹۹.۹٪ آلاینده‌ها با آب و مصرف ۱.۳ وات

خداحافظی با فیلترهای سنتی: نوآوری KAIST

این دستاورد که حاصل همکاری مشترک پروفسور ایل‌دو کیم و پروفسور سونگ اِس. لی است، یک دستگاه تصفیه هوا را معرفی می‌کند که با استفاده از فناوری پاشش الکتریکی آب (بدون اُزن) و نانوالیاف جاذب رطوبت، چهار محدودیت اصلی تصفیه‌کننده‌های متداول را برطرف کرده است:

• حذف نیاز به تعویض فیلتر: کاهش چشمگیر هزینه‌ها و ضایعات زیست‌محیطی.
• عدم تولید اُزن: تضمین ایمنی بیشتر برای سلامتی کاربران.
• حذف ذرات فوق‌ریز (PM0.3): قابلیت حذف ذرات معلق تا قطر ۰.۳ میکرون (حدود یک‌دویستم قطر موی انسان).
• پایداری و دوام بالا: حفظ عملکرد بدون افت حتی پس از استفاده طولانی‌مدت.

مکانیسم عملکرد خودتغذیه و بی‌صدا

قلب این دستگاه یک پیکربندی هوشمند و خودتغذیه است که تأمین آب را بدون نیاز به پمپ‌های خارجی تضمین می‌کند. این ساختار شامل اجزای زیر است:

• یک الکترود با ولتاژ بالا برای تولید نانوقطره‌ها.
• یک جاذب نانوالیافی که آب را به صورت خودبه‌خود بالا می‌کشد.
• ریزکانال‌های پلیمری که آب را بر اساس خاصیت مویینگی منتقل می‌کنند.

این طراحی امکان عملیات پایدار و طولانی‌مدت پاشش الکتریکی آب را فراهم می‌سازد. علاوه بر این، به دلیل عدم وجود فیلتر مکانیکی، دستگاه عملاً هیچ نویز صوتی تولید نمی‌کند و هیچ افت فشاری در جریان هوا رخ نمی‌دهد.

کارایی شگفت‌انگیز و مصرف انرژی فوق‌پایین

آزمایش‌های دقیق کارایی این سامانه را در تصفیه هوا به اثبات رسانده است. نتایج کلیدی عملکرد عبارتند از:

در یک محفظه آزمایشی با حجم ۰.۱ مترمکعب، دستگاه توانست ۹۹.۹ درصد از ذرات معلق در محدوده ۰.۳ تا ۱۰ میکرون را تنها در عرض ۲۰ دقیقه حذف کند. مهم‌تر از آن، عملکرد چشمگیری در حذف ۹۷ درصد از ذرات فوق‌ریز ۰.۳ میکرونی، تنها در ۵ دقیقه، از خود نشان داد.

این پایداری در آزمون‌های استقامتی نیز تأیید شد؛ دستگاه پس از ۳۰ آزمون متوالی و ۵۰ ساعت کار مداوم، بدون هیچ‌گونه افت عملکردی به کار خود ادامه داد.

صرفه‌جویی بی‌سابقه در مصرف برق

مصرف برق این دستگاه تنها حدود ۱.۳ وات اندازه‌گیری شده است. این میزان:

• کمتر از مصرف شارژر تلفن همراه است.
• تنها حدود یک‌بیستم مصرف تصفیه‌کننده‌های متداول مبتنی‌بر فیلتر هِپا (HEPA) است.

آینده تصفیه هوا: کاربردهای گسترده

این فناوری با حفظ کارایی تصفیه بالا و عدم تولید اُزن، یک سکوی تصفیه هوای نسل بعدی و دوستدار محیط‌زیست را ارائه می‌دهد. با توجه به مزایای اقتصادی و عملکردی بی‌نظیر، انتظار می‌رود کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف داشته باشد:

• محیط‌های داخلی: خانه‌ها و دفاتر کار.
• صنایع تخصصی: اتاق‌های تمیز (Clean Rooms).
• حمل و نقل: خودروها.
• تجهیزات فردی: سامانه‌های تصفیه هوای همراه و پوشیدنی.

این دستاورد مهم پژوهشی در نشریه معتبر Advanced Functional Materials به چاپ رسیده است.