Jaunā maskas tehnoloģija efektīvi līdzsvaro aizsardzību un komfortu

Jaunā maskas tehnoloģija efektīvi līdzsvaro aizsardzību un komfortu

Covid-19 pandēmija ir palielinājusi sabiedrības izpratni par masku lietošanas nozīmi personas aizsardzībā. Tomēr, ja maskas auduma acu izmērs ir pietiekami mazs, lai notvertu vīrusus, kuru izmērs parasti ir aptuveni simts nanometru, audums parasti arī ierobežo gaisa plūsmu, kā rezultātā lietotājs sūdzas. Taču tagad Japānas pētnieki ir atraduši veidu, kā no tā izvairīties.

Pētījumā, kas publicēts šomēnesMateriālu attīstībaKlātTokijas Universitātes Rūpniecības zinātņu institūta pētnieki ir pārvarējuši šo vājo vietu un izstrādājuši filtru, kas spēj uztvert nanodaļiņas, piemēram, vīrusus, būtiski neierobežojot gaisa plūsmu. Viņi panāca šo varoņdarbu, rūpīgi izstrādājot poru struktūru filtrā.

Filtrs sastāv no nanoloksnēm, kas sastāv no sakārtota tīkla, kas sastāv no porfirīniem, kas ir plakanas, gredzenveida molekulas ar centrālu caurumu. Sīkie caurumi porfirīna molekulās ir piemēroti, lai ļautu mazajām gāzes molekulām viegli pārvietoties gaisā, vienlaikus bloķējot lielāku daļiņu, piemēram, vīrusu, kustību. Pēc tam nanoloksnes tiek atbalstītas uz nanošķiedru modificēta auduma, kurā ir vairāku simtu nanometru poras, lai izveidotu filtru.

Uz porfirīna bāzes izgatavotās nanoloksnes tiek veidotas, izmantojot saskarnes reakcijas, ko izraisa reaģentu kustība, ko izraisa virsmas spraiguma gradients gaisa un šķīdinātāja saskarnē, ko sauc par Marangoni efektu. Pēc tam nanoloksnes tiek saspiestas, izmantojot pastmarkas metodi, un pārklātas ar nanošķiedru modificētu audumu. "

Kazuyuki Ishii, vecākais autors

Komanda pārbaudīja savu filtru, izmantojot standarta procedūru N95 sejas masku testēšanai. Daļiņu filtrēšanas testu rezultāti parādīja, ka filtrs efektīvi aizturēja tik mazas daļiņas kā vīrusi. Filtrs sasniedza daļiņu filtrēšanas efektivitāti 96%, pārsniedzot 95% prasību N95 sejas maskai.

"Mūsu filtrs uz porfirīna bāzes savāca nanodaļiņas, kuru diametrs ir tikai simts nanometru," skaidro Kazuyuki Ishii Kazuyuki. "Svarīgi ir tas, ka filtrs uzrādīja arī minimālu diferenciālā spiediena samazināšanos gāzes plūsmas mērījumu laikā. Tas parāda, ka filtrs spēj notvert tik zemas daļiņas kā vīrusus, vienlaikus tik tikko ierobežojot gaisa plūsmu."

Komandas pieeja, kas ietver porainu nanolokšņu pārklāšanu uz nanošķiedrām, liecina par solījumu nodrošināt materiālus, kas spēj efektīvi filtrēt mazas daļiņas, piemēram, vīrusus, vienlaikus saglabājot gaisa plūsmu, lai nodrošinātu gan lietotāja komfortu, gan aizsardzību.

Avoti: