Porous Lignin Nanospheres as Microscopic Air Purifiers for Antioxidant‐Configurable Cigarette Filters

材料科学 空气净化器 木质素 多孔性 空气过滤器 化学工程 纳米技术 复合材料 有机化学 机械工程 工程类 化学 入口
作者
Hairong Wang,Meng Liu,Shujun Tan,Xupeng Li,Meiqi Huang,Xiang Hao,Feng Peng
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202420731
摘要

Abstract Trees, consisting of leaves, trunks, etc., efficiently eliminate gaseous pollutants and serve as an indispensable air purification system for Earth. In this study, lignin from trunks and phytol from leaves are co‐assembled into macroporous nanospheres with high purification efficiency for scavenging gaseous reactive oxygen species (ROS) and harmful gases, which are integrated into cigarette filters for lung protection. The alkyl chains of phytol disrupt the π–π stacking in lignin, forming pore throats that expand from 0 to 120 nm as phytol content increases. Consequently, the higher levels of anchored phytol, the greater the antioxidant capacity of the co‐assemblies. The macroporous nanospheres are subsequently loaded into cigarette filters, with each gram of porous nano‐lignin capable of treating ≈100 standard cigarettes. The gaseous ROS scavenging efficiency can reach up to 97%, effectively removing harmful gases like carbon monoxide and formaldehyde, outperforming existing cigarette filters. In a mouse model, cigarette filters containing these microscopic air purifiers significantly suppressed inflammation and provided notable lung tissue protection. This study presents a robust non‐covalent method that is both straightforward and efficient, enabling the rapid application of plant extracts in highly effective and sustainable filter materials.
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