Nová technológia Mask efektívne vyvažuje ochranu a pohodlie

Nová technológia Mask efektívne vyvažuje ochranu a pohodlie

Pandémia Covid-19 zvýšila povedomie verejnosti o dôležitosti používania masky na osobnú ochranu. Ak je však veľkosť ôk tkaniny masky dostatočne malá na to, aby zachytila ​​vírusy, ktoré majú zvyčajne veľkosť okolo sto nanometrov, tkanina zvyčajne tiež obmedzuje prúdenie vzduchu, čo vedie k sťažnostiam používateľa. Teraz však vedci z Japonska našli spôsob, ako sa tomu vyhnúť.

V štúdii zverejnenej tento mesiac vMateriálové pokrokySúčasnosťVýskumníci z Inštitútu priemyselných vied na Tokijskej univerzite prekonali túto prekážku a vyvinuli filter, ktorý dokáže zachytiť nanočastice, ako sú vírusy, bez výrazného obmedzenia prúdenia vzduchu. Tento výkon dosiahli starostlivým návrhom štruktúry pórov vo filtri.

Filter je tvorený nanovrstvami vytvorenými z usporiadanej siete tvorenej porfyrínmi, čo sú ploché molekuly v tvare prstenca so stredovým otvorom. Drobné otvory v molekulách porfyrínu sú vhodné na umožnenie ľahkého prechodu malých molekúl plynu vo vzduchu a zároveň blokujú pohyb väčších častíc, ako sú vírusy. Nanovrstvy sa potom podopierajú tkaninou modifikovanou nanovláknami, ktorá obsahuje póry s veľkosťou niekoľkých stoviek nanometrov, aby sa vytvoril filter.

Nanovrstvy na báze porfyrínu sú konštruované prostredníctvom medzifázových reakcií poháňaných pohybom reaktantov spôsobených gradientom povrchového napätia na rozhraní vzduch-rozpúšťadlo, nazývaným Marangoniho efekt. Nanovrstvy sú potom stlačené pomocou metódy poštovej známky a potiahnuté tkaninou modifikovanou nanovlákmi. “

Kazuyuki Ishii, hlavný autor

Tím testoval svoj filter pomocou štandardného postupu na testovanie tvárových masiek N95. Výsledky testov filtrácie častíc ukázali, že filter účinne zachytáva častice také malé, ako sú vírusy. Filter dosiahol účinnosť filtrácie častíc 96 %, čím prekročil 95 % požiadavku na tvárovú masku N95.

„Náš filter na báze porfyrínu zbieral nanočastice s priemerom iba sto nanometrov,“ vysvetľuje Kazuyuki Ishii Kazuyuki. "Dôležité je, že filter tiež vykázal minimálny pokles diferenčného tlaku počas meraní prietoku plynu. To ukazuje, že filter je schopný zachytávať častice tak nízke, ako sú vírusy, pričom takmer neobmedzuje prúdenie vzduchu."

Prístup tímu, ktorý zahŕňa nanášanie poréznych nanovrstvov na nanovlákna, je sľubný v poskytovaní materiálov schopných efektívne filtrovať malé častice, ako sú vírusy, pri zachovaní prúdenia vzduchu, aby sa zabezpečilo pohodlie aj ochrana používateľa.

Zdroje: