Η νέα τεχνολογία Mask εξισορροπεί αποτελεσματικά την προστασία και την άνεση

Η νέα τεχνολογία Mask εξισορροπεί αποτελεσματικά την προστασία και την άνεση

Η πανδημία Covid-19 έχει αυξήσει την ευαισθητοποίηση του κοινού σχετικά με τη σημασία της χρήσης μάσκας για προσωπική προστασία. Ωστόσο, όταν το μέγεθος του πλέγματος των υφασμάτων της μάσκας είναι αρκετά μικρό για να συλλάβει ιούς, που είναι συνήθως περίπου εκατό νανόμετρα σε μέγεθος, το ύφασμα συνήθως περιορίζει επίσης τη ροή του αέρα, με αποτέλεσμα το παράπονο του χρήστη. Τώρα όμως ερευνητές από την Ιαπωνία βρήκαν έναν τρόπο να το αποφύγουν αυτό.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε αυτόν τον μήνα στοΠροόδους υλικώνΠαρόνΕρευνητές στο Ινστιτούτο Βιομηχανικής Επιστήμης του Πανεπιστημίου του Τόκιο ξεπέρασαν αυτό το σημείο συμφόρησης και ανέπτυξαν ένα φίλτρο που μπορεί να συλλάβει νανοσωματίδια όπως ιούς χωρίς να περιορίζει σοβαρά τη ροή του αέρα. Πέτυχαν αυτό το κατόρθωμα σχεδιάζοντας προσεκτικά τη δομή των πόρων στο φίλτρο.

Το φίλτρο αποτελείται από νανοφύλλα που αποτελούνται από ένα διατεταγμένο δίκτυο που αποτελείται από πορφυρίνες, οι οποίες είναι επίπεδα μόρια σε σχήμα δακτυλίου με μια κεντρική οπή. Οι μικροσκοπικές οπές στα μόρια της πορφυρίνης είναι κατάλληλες για να επιτρέπουν την εύκολη διέλευση των μικρών μορίων αερίου στον αέρα, ενώ εμποδίζουν την κίνηση μεγαλύτερων σωματιδίων όπως οι ιοί. Τα νανοφύλλα στη συνέχεια στηρίζονται σε ένα ύφασμα τροποποιημένο με νανοΐνες που περιέχει πόρους αρκετών εκατοντάδων νανομέτρων για να σχηματιστεί το φίλτρο.

Τα νανοφύλλα με βάση την πορφυρίνη κατασκευάζονται μέσω διεπιφανειακών αντιδράσεων που οδηγούνται από την κίνηση των αντιδρώντων που προκαλείται από την κλίση επιφανειακής τάσης στη διεπιφάνεια αέρα-διαλύτη, που ονομάζεται φαινόμενο Marangoni. Τα νανοφύλλα στη συνέχεια συμπιέζονται χρησιμοποιώντας μια μέθοδο γραμματοσήμων και επικαλύπτονται με ύφασμα τροποποιημένο με νανοΐνες. "

Kazuyuki Ishii, ανώτερος συγγραφέας

Η ομάδα δοκίμασε το φίλτρο της χρησιμοποιώντας την τυπική διαδικασία για τη δοκιμή μασκών προσώπου N95. Τα αποτελέσματα των δοκιμών διήθησης σωματιδίων έδειξαν ότι το φίλτρο παγίδευε αποτελεσματικά σωματίδια τόσο μικρά όσο οι ιοί. Το φίλτρο πέτυχε απόδοση φιλτραρίσματος σωματιδίων 96%, υπερβαίνοντας την απαίτηση 95% για μάσκα προσώπου N95.

«Το φίλτρο μας με βάση την πορφυρίνη συνέλεξε νανοσωματίδια με διάμετρο μόνο εκατό νανόμετρα», εξηγεί ο Kazuyuki Ishii Kazuyuki. "Είναι σημαντικό ότι το φίλτρο έδειξε επίσης μια ελάχιστη μείωση της διαφορικής πίεσης κατά τις μετρήσεις ροής αερίου. Αυτό δείχνει ότι το φίλτρο μπορεί να παγιδεύει σωματίδια τόσο χαμηλά όσο οι ιοί, ενώ ελάχιστα περιορίζει τη ροή του αέρα."

Η προσέγγιση της ομάδας, η οποία περιλαμβάνει την επίστρωση πορωδών νανοφύλλων σε νανοΐνες, δείχνει πολλά υποσχόμενη στην παροχή υλικών ικανών να φιλτράρουν αποτελεσματικά μικρά σωματίδια, όπως ιούς, διατηρώντας παράλληλα τη ροή του αέρα για να εξασφαλίσουν άνεση και προστασία του χρήστη.

Πηγές: