Neue Mask -Technologie gleicht den Schutz und den Komfort effektiv aus

Die Covid-19-Pandemie hat das öffentliche Bewusstsein für die Bedeutung der Maskenverwendung für den persönlichen Schutz erhöht. Wenn jedoch die Maschengröße der Maskenstoffe klein genug ist, um Viren zu erfassen, die normalerweise etwa hundert Nanometer groß sind, schränkt der Stoff normalerweise auch den Luftfluss ein, was zu einer Beschwerde des Benutzers führt. Aber jetzt haben Forscher aus Japan einen Weg gefunden, dies zu vermeiden.

In einer Studie, die diesen Monat in veröffentlicht wurde Materialien FortschritteAnwesend Forscher des Institute of Industrial Science, University of Tokyo, haben diesen Engpass überwunden und einen Filter entwickelt, der Nanopartikel wie Viren erfassen kann, ohne den Luftfluss stark einzuschränken. Sie schafften dieses Kunststück durch sorgfältiges Design der Porenstruktur im Filter.

Der Filter besteht aus Nanoblättern, die aus einem geordneten Netz bestehen, das aus Porphyrinen besteht, die flache, ringförmige Moleküle mit einem zentralen Loch sind. Die winzigen Löcher in den Porphyrinmolekülen sind geeignet geeignet, um den leichten Durchgang der kleinen Gasmoleküle in Luft zu ermöglichen und gleichzeitig die Bewegung größerer Partikel wie Viren zu blockieren. Die Nanoblätter werden dann auf einem mit Nanofasern modifizierten Stoff unterstützt, der Poren von mehreren hundert Nanometern enthält, um den Filter zu bilden.

Die Porphyrin-basierten Nanoblätter werden durch Grenzflächenreaktionen konstruiert, die durch die Bewegung von Reaktanten angetrieben werden, die durch den Gradienten der Oberflächenspannung an der Luft-Lösungsmittel-Grenzfläche verursacht werden, die als Marangoni-Effekt bezeichnet wird. Die Nanoblätter werden dann mit einer Briefmarkenmethode komprimiert und mit Nanofasermodified Stoff beschichtet. „

Kazuyuki Ishii, Senior Autor

Das Team testete seinen Filter anhand des Standardverfahrens zum Testen von N95 -Gesichtsmasken. Die Ergebnisse der Partikelfiltrationstests zeigten, dass der Filter die Partikel, die so gering waren wie Viren, effektiv eingeschlossen wurden. Der Filter erzielte eine Partikelfiltrationseffizienz von 96%, was die Anforderung von 95% für eine N95 -Gesichtsmaske übersteigt.

„Unser Filter auf Porphyrin-Basis sammelte Nanopartikel mit einem Durchmesser von nur einhundert Nanometern“, erklärt Kazuyuki Ishii Kazuyuki. „Wichtig ist, dass der Filter auch eine minimale Abnahme des Differenzdrucks bei Gasströmungsmessungen aufwies. Dies zeigt, dass der Filter in der Lage ist, Partikel so gering wie Viren zu fangen, während der Luftstrom kaum einschränkt.“

Der Ansatz des Teams, bei dem poröse Nanoblätter auf Nanofasern beschichtet werden, ist vielversprechend, Materialien bereitzustellen, die in der Lage sind, kleine Partikel wie Viren effektiv zu filtern und gleichzeitig den Luftstrom aufrechtzuerhalten, um sowohl den Komfort als auch den Schutz des Benutzers zu gewährleisten.

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