Nová technologie Mask efektivně vyvažuje ochranu a pohodlí

Nová technologie Mask efektivně vyvažuje ochranu a pohodlí

Pandemie Covid-19 zvýšila povědomí veřejnosti o důležitosti používání roušek pro osobní ochranu. Pokud je však velikost ok tkanin masky dostatečně malá, aby zachytila ​​viry, které mají obvykle velikost kolem sta nanometrů, tkanina obvykle také omezuje proudění vzduchu, což má za následek stížnosti uživatelů. Nyní ale vědci z Japonska našli způsob, jak se tomu vyhnout.

Ve studii zveřejněné tento měsíc vMateriálové pokrokySoučasnostVýzkumníci z Institutu průmyslových věd, University of Tokyo, překonali toto úzké hrdlo a vyvinuli filtr, který dokáže zachytit nanočástice, jako jsou viry, aniž by vážně omezoval proudění vzduchu. Tohoto úspěchu dosáhli pečlivým navržením struktury pórů ve filtru.

Filtr je tvořen nanovrstvami tvořenými uspořádanou sítí tvořenou porfyriny, což jsou ploché molekuly ve tvaru prstence se středovým otvorem. Drobné otvory v molekulách porfyrinu jsou vhodné pro umožnění snadného průchodu malých molekul plynu ve vzduchu a zároveň blokují pohyb větších částic, jako jsou viry. Nanovrstvy jsou pak podepřeny nanovláknem modifikovanou tkaninou obsahující póry o velikosti několika stovek nanometrů, aby vytvořily filtr.

Nanovrstvy na bázi porfyrinu jsou konstruovány prostřednictvím mezifázových reakcí řízených pohybem reaktantů způsobeným gradientem povrchového napětí na rozhraní vzduch-rozpouštědlo, nazývaným Marangoniho efekt. Nanovrstvy jsou poté stlačeny metodou poštovní známky a potaženy tkaninou modifikovanou nanovláken. “

Kazuyuki Ishii, hlavní autor

Tým testoval svůj filtr pomocí standardního postupu pro testování obličejových masek N95. Výsledky testů filtrace částic ukázaly, že filtr účinně zachytil částice tak malé, jako jsou viry. Filtr dosáhl účinnosti filtrace částic 96 %, čímž překročil 95% požadavek na obličejovou masku N95.

„Náš filtr na bázi porfyrinu zachytil nanočástice o průměru pouhých sto nanometrů,“ vysvětluje Kazuyuki Ishii Kazuyuki. "Důležité je, že filtr také vykázal minimální pokles diferenčního tlaku během měření průtoku plynu. To ukazuje, že filtr je schopen zachytit částice tak nízké, jako jsou viry, a přitom stěží omezuje proudění vzduchu."

Přístup týmu, který zahrnuje nanášení porézních nanovrstvy na nanovlákna, se ukazuje jako slibný v poskytování materiálů schopných účinně filtrovat malé částice, jako jsou viry, při zachování proudění vzduchu, aby byl zajištěn uživatelský komfort i ochrana.

Zdroje: