De nieuwe maskertechnologie brengt bescherming en comfort effectief in evenwicht

De nieuwe maskertechnologie brengt bescherming en comfort effectief in evenwicht

De Covid-19-pandemie heeft het publieke bewustzijn vergroot van het belang van het gebruik van maskers voor persoonlijke bescherming. Wanneer de maaswijdte van de maskerstoffen echter klein genoeg is om virussen op te vangen, die meestal zo’n honderd nanometer groot zijn, beperkt de stof meestal ook de luchtstroom, wat resulteert in klachten van gebruikers. Maar nu hebben onderzoekers uit Japan een manier gevonden om dit te voorkomen.

Dat blijkt uit een studie die deze maand werd gepubliceerd inMaterialen vooruitgangCadeauOnderzoekers van het Institute of Industrial Science van de Universiteit van Tokio hebben dit knelpunt overwonnen en een filter ontwikkeld dat nanodeeltjes zoals virussen kan opvangen zonder de luchtstroom ernstig te beperken. Ze bereikten deze prestatie door de poriënstructuur in het filter zorgvuldig te ontwerpen.

Het filter bestaat uit nanosheets die bestaan ​​uit een geordend netwerk van porfyrinen, dit zijn platte, ringvormige moleculen met een centraal gat. De kleine gaatjes in de porfyrinemoleculen zijn geschikt om de kleine gasmoleculen gemakkelijk in de lucht door te laten, terwijl ze de beweging van grotere deeltjes zoals virussen blokkeren. De nanosheets worden vervolgens ondersteund op een met nanovezels gemodificeerde stof met poriën van enkele honderden nanometers om het filter te vormen.

De op porfyrine gebaseerde nanosheets worden geconstrueerd door middel van grensvlakreacties die worden aangedreven door de beweging van reactanten veroorzaakt door de oppervlaktespanningsgradiënt aan het lucht-oplosmiddelgrensvlak, het Marangoni-effect genoemd. De nanovellen worden vervolgens gecomprimeerd met behulp van een postzegelmethode en bekleed met met nanovezels gemodificeerde stof. “

Kazuyuki Ishii, senior auteur

Het team testte hun filter volgens de standaardprocedure voor het testen van N95-gezichtsmaskers. Uit de resultaten van de deeltjesfiltratietests bleek dat het filter effectief deeltjes zo klein als virussen tegenhield. Het filter behaalde een deeltjesfiltratie-efficiëntie van 96%, waarmee de eis van 95% voor een N95-gezichtsmasker werd overschreden.

“Ons op porfyrine gebaseerde filter verzamelde nanodeeltjes met een diameter van slechts honderd nanometer”, legt Kazuyuki Ishii Kazuyuki uit. "Belangrijk is dat het filter ook een minimale afname van het drukverschil liet zien tijdens metingen van de gasstroom. Dit toont aan dat het filter in staat is deeltjes zo laag als virussen op te vangen, terwijl de luchtstroom nauwelijks wordt beperkt."

De aanpak van het team, waarbij poreuze nanosheets op nanovezels worden gecoat, is veelbelovend in het leveren van materialen die kleine deeltjes zoals virussen effectief kunnen filteren terwijl de luchtstroom behouden blijft om zowel gebruikerscomfort als bescherming te garanderen.

Bronnen: