[发明专利]摩擦电吸附面罩

说明书

本发明公开了一种摩擦电吸附面罩，包括：面罩载体，上面设置有进气口；第一摩擦层，位于面罩载体的进气口的位置；以及第二摩擦层，与所述第一摩擦层可接触、可分离、可摩擦；其中，所述第一摩擦层与第二摩擦层为摩擦电极序不同的材料。通过将摩擦纳米发电机置入摩擦电吸附面罩的进气口处，通过呼气与吸气的反复过程，将人体呼吸过程中的机械能转化为电能，并且摩擦层也兼具过滤层的作用，实现对外界小粒径颗粒的静电吸附和有效过滤，提高了粒径过滤效率，并延长了过滤膜片的使用寿命。

技术领域

本公开属于摩擦发电和静电吸附技术领域，涉及一种摩擦电吸附面罩。

背景技术

随着工业化发展的进程不断加速，伴随着化石燃料的不断消耗和环境污染的加剧，大量可穿戴式防护设备应运而生，用于监测和防护人体的各功能区。呼吸作为人体维持必要生命特征的周期性运动，其吸入的气体成分对人体的健康至关重要，所以在污染的天气或特殊的工作环境下需要呼吸防护设备净化吸入气体。然而大多数防护设备单纯依靠传统的物理过滤、物理吸附等方式，对于空气中存在的危害较大的微小粒子的过滤效率不够理想。其中传统的物理吸附包括扩散，重力沉积，物理拦截和惯性碰撞等，在0.1μm～1μm的粒径范围内过滤效率很差，而另一种过滤方式如活性炭吸附又具有很短的寿命。此外，应用依据电能的静电吸附方式，吸附效果不错，但是由于需要以传统电源提供电能，对过滤膜片的寿命有了很大的限制。此外，传统的过滤方式，特别是物理过滤都是以牺牲透气性提高压力差来提高过滤效率。这样一来，在相同的压差下，很难找到一种传统的头戴式过滤设备可以将小于1μm的颗粒过滤掉并兼顾过滤效率和透气性。因此，需要开发出一种新型的呼吸防护设备，能够过滤粒径小于1μm的颗粒，且提高粒径过滤效率和使用寿命。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种摩擦电吸附面罩，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种摩擦电吸附面罩，包括：面罩载体100，上面设置有进气口200；第一摩擦层202，位于该面罩载体100的进气口200的位置；以及第二摩擦层204，与该第一摩擦层202可接触、可分离、可摩擦；其中，该第一摩擦层202与第二摩擦层204为摩擦电极序不同的材料。

在本公开的一些实施例中，摩擦电吸附面罩还包括：第一摩擦层载体201，设置于第一摩擦层202的背侧，与第一摩擦层202接触；以及第二摩擦层载体203，设置于第二摩擦层204的背侧，与第二摩擦层204接触。

在本公开的一些实施例中，在面罩载体200上还设置有出气口300；该摩擦电吸附面罩还包括：出气口阀门片301，设置于出气口300的位置，实现出气口300的开闭。

在本公开的一些实施例中，摩擦电吸附面罩还包括：第一滑动杆102，一侧固定于面罩载体100上的进气口200所在位置；以及第二滑动杆103，一侧固定于面罩载体100上的出气口300所在位置；其中，第二摩擦层203设置于第一滑动杆102上，随着第一滑动杆102运动；出气口阀门片301设置于第二滑动杆103上，随着第二滑动杆103运动。

在本公开的一些实施例中，第一摩擦层载体201与第一摩擦层202的材料均为透气性材料。

在本公开的一些实施例中，第一摩擦层202的材料为以下材料中的一种或几种：聚酰亚胺、尼龙或聚偏氟乙烯；第一摩擦层载体201的材料为如下材料中的一种或几种：铜网、不锈钢网、无纺布或编织布；第二摩擦层204的材料为如下材料中的一种或几种：铜、不锈钢或金；第二摩擦层载体203的材料为硅胶或橡胶。

在本公开的一些实施例中，第一摩擦层载体201第一摩擦层202的材料的透气率高于550mm/s；第二摩擦层载体203与第二摩擦层204的材料的透气率低于45mm/s。