Nowa technologia Mask skutecznie równoważy ochronę i komfort

Nowa technologia Mask skutecznie równoważy ochronę i komfort

Pandemia Covid-19 zwiększyła świadomość społeczną na temat znaczenia używania masek dla ochrony osobistej. Jednakże, gdy rozmiar oczek tkaniny maski jest wystarczająco mały, aby wychwycić wirusy (które zwykle mają rozmiar około stu nanometrów), tkanina zwykle ogranicza również przepływ powietrza, co powoduje skargi użytkowników. Ale teraz badacze z Japonii znaleźli sposób, aby tego uniknąć.

W badaniu opublikowanym w tym miesiącu wPostęp materiałowyObecnyNaukowcy z Instytutu Nauk Przemysłowych Uniwersytetu Tokijskiego pokonali tę przeszkodę i opracowali filtr, który może wychwytywać nanocząsteczki, takie jak wirusy, bez poważnego ograniczania przepływu powietrza. Osiągnęli ten wyczyn poprzez staranne zaprojektowanie struktury porów w filtrze.

Filtr składa się z nanoarkuszy utworzonych z uporządkowanej sieci porfiryn, które są płaskimi cząsteczkami w kształcie pierścienia z centralnym otworem. Maleńkie dziurki w cząsteczkach porfiryny umożliwiają łatwe przejście małych cząsteczek gazu w powietrzu, blokując jednocześnie ruch większych cząstek, takich jak wirusy. Nanoarkusze osadza się następnie na tkaninie modyfikowanej nanowłókienami zawierającej pory o wielkości kilkuset nanometrów, tworząc filtr.

Nanocząstki na bazie porfiryny powstają w wyniku reakcji międzyfazowych napędzanych ruchem reagentów spowodowanym gradientem napięcia powierzchniowego na granicy faz powietrze-rozpuszczalnik, zwanym efektem Marangoniego. Nanoarkusze są następnie prasowane metodą znaczka pocztowego i powlekane tkaniną modyfikowaną nanowłókienami. „

Kazuyuki Ishii, starszy autor

Zespół przetestował swój filtr, stosując standardową procedurę testowania masek twarzowych N95. Wyniki testów filtracji cząstek wykazały, że filtr skutecznie wyłapuje cząstki tak małe jak wirusy. Filtr osiągnął skuteczność filtracji cząstek na poziomie 96%, przekraczając wymagania 95% dla maski twarzowej N95.

„Nasz filtr na bazie porfiryny zebrał nanocząsteczki o średnicy zaledwie stu nanometrów” – wyjaśnia Kazuyuki Ishii Kazuyuki. „Co ważne, filtr wykazał również minimalny spadek ciśnienia różnicowego podczas pomiarów przepływu gazu. Pokazuje to, że filtr jest w stanie wychwytywać cząsteczki tak małe jak wirusy, ledwo ograniczając przepływ powietrza”.

Podejście zespołu, które polega na powlekaniu porowatych nanoarkuszy na nanowłókienach, okazuje się obiecujące w zakresie dostarczania materiałów zdolnych do skutecznego filtrowania małych cząstek, takich jak wirusy, przy jednoczesnym zachowaniu przepływu powietrza, aby zapewnić użytkownikowi zarówno komfort, jak i ochronę.

Źródła: