پایان دوران ماسکهای خفه کننده نسل جدید فیلترها عرضه شدند
لیزر تگ: محققان ژاپنی موفق به طراحی فیلتری نوین برای ماسک ها شده اند که قادر می باشد ذرات بسیار ریز همچون ویروس ها را با کارآیی بالا جذب نماید، بدون آنکه تنفس کاربر را دشوار سازد.
به گزارش لیزر تگ به نقل از ستاد نانو، با افزایش اهمیت استفاده از ماسک در دوران همه گیری کووید-۱۹، موضوع تعادل میان حفاظت و راحتی همیشه چالشی جدی بوده است. در صورتیکه ماسک هایی با منافذ بسیار ریز می توانند ویروس هایی با اندازه حدود ۱۰۰ نانومتر را به خوبی جذب نمایند، این دقت بالا اغلب به قیمت کاهش جریان هوا و ایجاد احساس ناراحتی برای کاربر تمام می شود. اما حال محققان مؤسسه علوم صنعتی دانشگاه توکیو (Institute of Industrial Science، The University of Tokyo) موفق شده اند با روشی نوین این مشکل را برطرف کنند.
نتایج مطالعه ای که بتازگی در نشریه Materials Advances انتشار یافته است، از ساخت فیلترهایی خبر می دهد که قادرند نانوذراتی در ابعاد ویروس را به دام اندازند، در صورتیکه محدودیت جریان هوا را به حداقل می رسانند. این فیلتر از نانولایه هایی تشکیل شده که ساختاری منظم از مولکول های پورفیرین دارند؛ مولکول هایی تخت و حلقه ای شکل با یک حفره مرکزی.
در این فناوری نوین، منافذ ریز موجود در مولکول های پورفیرین به اندازه ای هستند که عبور مولکول های کوچک گاز موجود در هوا را ممکن می سازند، اما از عبور ذرات بزرگ تر مانند ویروس ها جلوگیری می کنند. این نانولایه ها سپس بر روی پارچه ای که با نانوالیاف تقویت شده و دارای منافذی در حدود چند صد نانومتر است، قرار می گیرند تا فیلتر غائی را تشکیل دهند.
به گفته دکتر کازویوکی ایشی (Kazuyuki Ishii)، نویسنده ارشد این مطالعه، «نانوورقه های مبتنی بر پورفیرین بوسیله واکنش های بین سطحی که با حرکت واکنش دهنده ها در اثر گرادیان کشش سطحی در مرز هوا و حلال شکل می گیرد، ساخته می شوند. این پدیده به عنوان اثر مارانگونی (Marangoni Effect) شناخته می شود.»
پس از تولید نانولایه ها، آنها بصورت فشرده بر روی پارچه ی نانوالیاف دار، با بهره گیری از روشی موسوم به روش مهر (Stamp Method) پوشش داده می شوند.
این تیم پژوهشی برای آزمایش کارآیی این فیلتر، از روش استاندارد ارزیابی ماسکهای N۹۵ بهره برده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که این فیلتر توانسته ذراتی به کوچکی ۱۰۰ نانومتر را بطور مؤثری جذب نماید. کارآیی فیلتراسیون ذرات در این نمونه به ۹۶ درصد رسید که بالاتر از حداقل استاندارد ۹۵ درصدی ماسکهای N۹۵ است.
ایشی در این زمینه توضیح داد: «فیلتر ما بر پایه پورفیرین توانست نانوذراتی به کوچکی صد نانومتر را جذب نماید. نکته مهم این است که در آزمایش های جریان گاز، افت فشار بسیار ناچیز بود. این یعنی فیلتر قادر می باشد ذراتی به اندازه ویروس ها را جذب نماید، بدون این که جریان هوا را به صورت محسوس محدود سازد.»
رویکرد نوآورانه این تیم تحقیقاتی، که مبتنی بر پوشش نانولایه های متخلخل بر روی نانوالیاف است، چشم انداز امیدوارکننده ای را برای توسعه فیلترهایی با کارآیی بالا و راحتی بیشتر برای مصرف کننده فراهم می آورد. این موفقیت می تواند قدمی بزرگ در راه طراحی نسل جدید ماسک ها، خصوصاً جهت استفاده طولانی مدت و در محیط های حساس مانند بیمارستان ها و محلهای عمومی، باشد. منبع این مطالعه، مؤسسه علوم صنعتی دانشگاه توکیو اعلام نموده که این فناوری می تواند در آینده نزدیک به تجاری سازی برسد و به طور گسترده در تولید ماسکهای محافظتی به کار رود.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان لیزرتگ در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۲ بعلاوه ۲