Ny masketeknologi balancerer effektivt beskyttelse og komfort

Ny masketeknologi balancerer effektivt beskyttelse og komfort

Covid-19-pandemien har øget offentlighedens bevidsthed om vigtigheden af ​​maskebrug for personlig beskyttelse. Men når maskestoffernes maskestørrelse er lille nok til at fange vira, som normalt er omkring hundrede nanometer store, begrænser stoffet normalt også luftstrømmen, hvilket resulterer i brugerklager. Men nu har forskere fra Japan fundet en måde at undgå dette på.

I en undersøgelse offentliggjort i denne måned iMateriale fremskridtNuværendeForskere ved Institute of Industrial Science, University of Tokyo, har overvundet denne flaskehals og udviklet et filter, der kan fange nanopartikler såsom vira uden at begrænse luftstrømmen alvorligt. De opnåede denne bedrift ved omhyggeligt at designe porestrukturen i filteret.

Filteret består af nanoplader, der består af et ordnet netværk bestående af porfyriner, som er flade, ringformede molekyler med et centralt hul. De bittesmå huller i porphyrinmolekylerne er velegnede til at tillade let passage af de små gasmolekyler i luften, mens de blokerer bevægelsen af ​​større partikler såsom vira. Nanoarkene understøttes derefter på et nanofibermodificeret stof indeholdende porer på flere hundrede nanometer for at danne filteret.

De porphyrin-baserede nanoark er konstrueret gennem grænsefladereaktioner drevet af bevægelsen af ​​reaktanter forårsaget af overfladespændingsgradienten ved luft-opløsningsmiddelgrænsefladen, kaldet Marangoni-effekten. Nanoarkene komprimeres derefter ved hjælp af en frimærkemetode og belægges med nanofibermodificeret stof. “

Kazuyuki Ishii, seniorforfatter

Holdet testede deres filter ved at bruge standardproceduren til test af N95 ansigtsmasker. Resultaterne af partikelfiltreringstestene viste, at filteret effektivt fangede partikler så små som vira. Filteret opnåede en partikelfiltreringseffektivitet på 96 %, hvilket oversteg kravene til 95 % for en N95 ansigtsmaske.

"Vores porphyrin-baserede filter opsamlede nanopartikler med en diameter på kun hundrede nanometer," forklarer Kazuyuki Ishii Kazuyuki. "Vigtigt er det, at filteret også viste et minimalt fald i differenstrykket under gasflowmålinger. Dette viser, at filteret er i stand til at fange partikler så lavt som virus, mens det næppe begrænser luftstrømmen."

Holdets tilgang, som involverer belægning af porøse nanoplader på nanofibre, viser løfte i at levere materialer, der effektivt kan filtrere små partikler såsom vira og samtidig opretholde luftstrømmen for at sikre både brugerkomfort og beskyttelse.

Kilder: