gh ПЯТЬДЕСЯТ ЛЕТ ЛУЧШЕМУ ФИЛЬТРУ В МИРЕ

"Фильтр Петрянова" создали в 1937 году советские ученые из НИФХИ им. Л.Я.Карпова, этой работой руководил Игорь Васильевич Петрянов-Соколов, которого в 1966 году избрали академиком АН СССР. Основа материала - очень тонкие полимерные волокна. Они непосредственно в процессе производства объединяются в широкое полотно нетканного материала - его потом применяют для изготовления всевозможных респираторов или промышленных фильтров для очистки воздуха. Из-за того, что волокна очень тонкие, толщиной в десятые доли микрона, этот материал оказывается мягче самой тонкой байки, почти не тормозит поток вдыхаемого воздуха и своей огромной поверхностью, которая имеет электрический заряд, способен улавливать мельчайшие капельки содержащихся в нем аэрозолей. Из этого материала пятьдесят лет назад ученые создали респиратор "Лепесток".

"Для изготовления сверхтонких волокон применяется электростатический способ, - рассказывает один из участников работы, лауреат Ленинской премии Петр Басманов. - То есть, имеется раствор полимера, капли которого попадают в электрическое поле и там превращаются в тонкие нити. Происходит это в небольшом промежутке между соплом, через которое подается раствор и барабаном, где и формируется полотно фильтра. Технология очень гибкая - она позволяет делать фильтры из разных полимеров, получать волокна нужной толщины и даже делать неоднородное полотно, в котором толщина волокон в разных слоях различается. Фильтр Петрянова служит не только фильтрующим, но и уплотняющим материалом, то есть, его не надо приклеивать. Однажды мы с Игорем Васильевичем подсчитали, сколько же созданного нами материала используют в России. Оказалось, что за год только для средств индивидуальной защиты ткут более пяти миллионов квадратных метров. А все фильтры Петрянова очищают около одного миллиарда кубометров воздуха в час".

Сейчас методом Петрянова удается создавать волокна толщиной в одну десятую долю микрона. Правда, в лаборатории ученые добивались и толщины в сотню раз меньше. Для того, чтобы отладить устойчивый процесс получения сверхтонких волокон нужны дополнительные исследования. Их ученые из НИФХИ возобновили несколько лет назад. Например, аспирант Алексей Товмаш решил разложить процесс формирования волокна из капель на составляющие. Для этого он капал на электрод раствор полимера, взрывал его сильным электрическим импульсом и ловил на стекло разлетающиеся капельки. А стекло ставил на разной высоте от электрода, то есть получал снимок процесса разлетания капель в разные моменты времени. В результате ему удалось установить, что во время полета капли полимера образуют плотную структуру, при распаде которой и возникают волокна. Соответственно, если полимер затвердеет раньше распада, то вместо тонких волокон возникнут плотные сгустки. Их-то и наблюдают порой при исследовании структуры промышленных фильтров Петрянова.

Теоретики тоже участвуют в совершенствовании технологии создания фильтров. Например, кандидат физико-математических наук Василий Кирш создал модель, с помощью которой можно проследить за движением капельки аэрозоля или твердой частиц сквозь систему волокон фильтра. "Наши результаты хорошо совпадают с данными эксперимента, даже для сверхмалых частиц, размер которых исчисляется нанометрами, - говорит молодой ученый. - В расчетах мы принимали, что волокно имеет форму цилиндра. Конечно, изменение формы волокна скажется на способности фильтра улавливать частицы. Вот если бы удалось создать волокно, по всей поверхности которого разбросаны усики, толщиной в тысячные доли микрона, эффективность фильтра Петрянова выросла бы многократно".

***