Ny Mask-teknologi balanserer effektivt beskyttelse og komfort

Ny Mask-teknologi balanserer effektivt beskyttelse og komfort

Covid-19-pandemien har økt offentlig bevissthet om viktigheten av maskebruk for personlig beskyttelse. Men når maskestørrelsen på maskestoffene er liten nok til å fange virus, som vanligvis er rundt hundre nanometer store, begrenser stoffet vanligvis også luftstrømmen, noe som resulterer i brukerklager. Men nå har forskere fra Japan funnet en måte å unngå dette på.

I en studie publisert denne måneden iMateriale fremskrittNåværendeForskere ved Institute of Industrial Science, University of Tokyo, har overvunnet denne flaskehalsen og utviklet et filter som kan fange opp nanopartikler som virus uten å begrense luftstrømmen i stor grad. De oppnådde denne bragden ved å nøye utforme porestrukturen i filteret.

Filteret består av nanoark som består av et ordnet nettverk som består av porfyriner, som er flate, ringformede molekyler med et sentralt hull. De bittesmå hullene i porfyrinmolekylene er egnet for å tillate enkel passasje av de små gassmolekylene i luften samtidig som de blokkerer bevegelsen til større partikler som virus. Nanoarkene støttes deretter på et nanofibermodifisert stoff som inneholder porer på flere hundre nanometer for å danne filteret.

De porfyrinbaserte nanoarkene er konstruert gjennom grensesnittreaksjoner drevet av bevegelse av reaktanter forårsaket av overflatespenningsgradienten ved luft-løsningsmiddelgrensesnittet, kalt Marangoni-effekten. Nanoarkene blir deretter komprimert ved hjelp av en frimerkemetode og belagt med nanofibermodifisert stoff. "

Kazuyuki Ishii, seniorforfatter

Teamet testet filteret sitt ved å bruke standardprosedyren for testing av N95-ansiktsmasker. Resultatene av partikkelfiltreringstestene viste at filteret effektivt fanget partikler så små som virus. Filteret oppnådde en partikkelfiltreringseffektivitet på 96 %, og oversteg 95 % kravet til en N95 ansiktsmaske.

"Vårt porfyrinbaserte filter samlet inn nanopartikler med en diameter på bare hundre nanometer," forklarer Kazuyuki Ishii Kazuyuki. "Viktig er at filteret også viste en minimal reduksjon i differensialtrykk under gassstrømmålinger. Dette viser at filteret er i stand til å fange opp partikler så lave som virus, samtidig som det knapt begrenser luftstrømmen."

Teamets tilnærming, som involverer belegging av porøse nanoark på nanofibre, viser løfte i å tilby materialer som effektivt kan filtrere små partikler som virus samtidig som luftstrømmen opprettholdes for å sikre både brukerkomfort og beskyttelse.

Kilder: