Ny Mask-teknologi balanserar effektivt skydd och komfort

Ny Mask-teknologi balanserar effektivt skydd och komfort

Covid-19-pandemin har ökat allmänhetens medvetenhet om vikten av maskanvändning för personligt skydd. Men när masktygens maskstorlek är tillräckligt liten för att fånga virus, som vanligtvis är runt hundra nanometer stora, begränsar tyget vanligtvis också luftflödet, vilket leder till klagomål från användaren. Men nu har forskare från Japan hittat ett sätt att undvika detta.

I en studie publicerad denna månad iMaterialet går framåtPresenteraForskare vid Institute of Industrial Science, University of Tokyo, har övervunnit denna flaskhals och utvecklat ett filter som kan fånga upp nanopartiklar som virus utan att kraftigt begränsa luftflödet. De uppnådde denna bedrift genom att noggrant designa porstrukturen i filtret.

Filtret är uppbyggt av nanoark som består av ett ordnat nätverk som består av porfyriner, som är platta, ringformade molekyler med ett centralt hål. De små hålen i porfyrinmolekylerna är lämpliga för att möjliggöra lätt passage av de små gasmolekylerna i luften samtidigt som de blockerar rörelsen av större partiklar som virus. Nanoarken stöds sedan på ett nanofibermodifierat tyg som innehåller porer på flera hundra nanometer för att bilda filtret.

De porfyrinbaserade nanoskivorna är konstruerade genom gränssnittsreaktioner som drivs av rörelsen av reaktanter orsakade av ytspänningsgradienten vid gränsytan mellan luft och lösningsmedel, kallad Marangoni-effekten. Nanoarken komprimeras sedan med en frimärksmetod och beläggs med nanofibermodifierat tyg. "

Kazuyuki Ishii, senior författare

Teamet testade sitt filter med standardproceduren för att testa N95 ansiktsmasker. Resultaten av partikelfiltreringstesterna visade att filtret effektivt fångade partiklar så små som virus. Filtret uppnådde en partikelfiltreringseffektivitet på 96 %, vilket översteg kravet på 95 % för en N95 ansiktsmask.

"Vårt porfyrinbaserade filter samlade in nanopartiklar med en diameter på bara hundra nanometer", förklarar Kazuyuki Ishii Kazuyuki. "Det är viktigt att filtret också visade en minimal minskning av differentialtrycket under gasflödesmätningar. Detta visar att filtret kan fånga upp partiklar så låga som virus, samtidigt som det knappt begränsar luftflödet."

Teamets tillvägagångssätt, som involverar beläggning av porösa nanoskivor på nanofibrer, visar lovande att tillhandahålla material som effektivt kan filtrera små partiklar som virus samtidigt som luftflödet bibehålls för att säkerställa både användarkomfort och skydd.

Källor: