北京工商大学田华峰副教授与华盛顿州立大学仲伟虹教授、王宇博士：疏水性天然蛋白质纳米纤维用于多功能空气过滤材料

近期，在前期研究大豆蛋白质和胶原蛋白质纳米纤维的基础上（ ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 20023–20031；RSC Adv. 2016, 6, 105948–105956），华盛顿州立大学仲伟虹教授课题组选用一种疏水性天然蛋白质——醇溶玉米蛋白，采用绿色环保性溶剂，并通过加入少量PEO作为纺丝助剂静电纺丝得到一种纤维直径可调、制备过程绿色环保、过滤效果优良的空气过滤材料。

作为一种醇溶谷蛋白，与其他天然动植物蛋白质相比，玉米蛋白质含有更多的非极性氨基酸残基如脯氨酸、亮氨酸、丙氨酸等。特别是玉米蛋白表面含有超过50%的疏水性区域。纯的玉米蛋白质纺丝性能较差，加入聚氧化乙烯PEO作为共纺丝剂，可调节电纺丝纳米毡的可纺性和力学性能。该纳米纤维与纸张基底具有良好的粘合能力。与胶原蛋白质纳米纤维相比，玉米蛋白纳米纤维具有优良的力学性能，经过数轮折叠展开后，仍能保持与基底良好的粘合性并保持其外形完整性。他们所制备的玉米蛋白纳米纤维对PM0.3至10μm的过滤效率极高，即：大于99.6%，特别对于PM2.5-10去除效率几乎达到100%。在经过长达90min的连续过滤测试后，PM2.5的去除效率仍然可达99.98%。同时，玉米蛋白质纤维对有毒气体如CO和HCHO也表现出较高的去除效果。

最令人瞩目的是，此类玉米蛋白质纤维在湿度高达90%的环境下扔保持优良的过滤效果，颗粒物过滤效率达95%以上。与此同时，纳米纤维毡保持了良好的外形完整性。扫描电镜下，纳米纤维尽管出现了溶胀，其纳米纤维结构仍良好的保存。而对比试验所用的胶原蛋白纳米纤维，在高湿度环境下外形结构迅速被破坏，纳米结构消失。

该研究利用天然玉米醇溶蛋白质的疏水性和环境友好性能，通过静电纺丝开发多功能绿色空气过滤材料，为制备高湿度下空气过滤材料提供了新思路。文章发表在杂志Nano Research上，文章第一作者为北京工商大学田华峰副教授，共同通讯作者为华盛顿州立大学王宇博士。

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https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-018-2013-0