ساخت ماسک نانو جاذب همزمان آلاینده‌های شیمیایی و میکروبی در کشور

به گزارش ایسنا، با استفاده از نتایج این تحقیق می‌توان ماسک‌های مورد استفاده در بخش‌های مختلف پزشکی و یا صنعتی و همچنین فیلترهای کارآمد در صنایع مختلف خودروسازی، فولاد، سیمان، نفت، گاز و پتروشیمی را طراحی کرد.

به نوشته سایت نانو، در حال حاضر یکی از عمده‌ترین مشکلات جوامع بشری، آلودگی هوای محیط در مراکز صنعتی و شهرها است که سبب بروز بیماری‌های دستگاه تنفسی خواهد شد. کشور ما نیز جزو این مجموعه بوده و در فصل زمستان این مشکل به اوج خود می‌رسد.

بهترین و اساسی‌ترین راه مقابله با این نوع آلاینده‌ها جلوگیری از به وجود آمدن آن‌ها است. با توجه به عملی نبودن این امر، استفاده از فیلترها یکی از راه‌های کاربردی موجود در کاهش خطرات ناشی از تولید این آلاینده‌هاست. همچنین می‌توان با تولید فیلترهایی به عنوان ماسک که قابلیت جذب انواع مواد شیمیایی مضر را دارد، از ورود این آلودگی‌ها به دستگاه تنفسی افراد جلوگیری کرد و میزان بروز بیماری‌های ناشی از آلودگی هوا را کاهش داد.

الیاف پلی‌پروپیلن با توجه به هزینه پایین و خواص فیزیکی بالقوه نظیر وزن سبک، مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی یکی از مهم‌ترین الیاف مورد استفاده در این زمینه به شمار می‌روند. کربن فعال نیز جهت جذب مواد آلاینده شیمیایی مناسب شناخته شده‌ است.

علاوه بر مشکل آلودگی هوا، به صورت فصلی شاهد بروز بیماری‌های واگیردار در کشور نیز هستیم. با توجه به فعالیت قابل قبول نانوذرات نقره (NS) در برابر طیف گسترده‌ای از میکروب‌ها می‌توان آن را به عنوان یکی از بالقوه‌ترین ماده ضد میکروبی برای حل مشکلات ذکر شده در نظر گرفت.

لذا پژوهشگران در این طرح به دنبال تولید فیلترهایی بودند که هر دو خاصیت جذب آلاینده‌های گازی و آلاینده‌های میکروبی به صورت همزمان را دارا بوده و بتواند با قیمت مناسب، در دسترس عموم افراد جامعه قرار گیرد.

محمد مهدی شیرمحمدی، محقق این طرح و دانشجوی مقطع دکتری واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی درباره روش تهیه‌ این فیلتر گفت: ابتدا با استفاده از الیاف پلی‌پروپیلن و به روش سوزن‌زنی لایه‌ای، فیلتر مورد نظر تهیه شد. در مرحله‌ بعد محلولی از کربن فعال با استفاده از آب مقطر تهیه شد که با استفاده از فولاد این مواد روی لایه بی‌بافت پوشش داده شدند.

پس از آغشته شدن، لایه‌ها در آون قرار گرفته و خشک شدند. در مرحله بعد لایه به دست آمده توسط محلول نانو نقره با غلظت‌های مختلف اسپری شد. در نهایت فیلتر نهایی بدست آمده از این روش، تحت آزمایش‌های مختلف جهت تعیین میزان تأثیر بر آلودگی‌های شیمیایی و میکروبی قرار گرفت.

به گفته شیرمحمدی، نتایج این کار که حاصل پایان‌نامه ارشد وی بوده است، نشان داد: لایه پلی‌پروپیلن پوشش داده شده با نانوذرات نقره می‌تواند میکروارگانیسم‌هایی مانند S. اورئوس و اشریشیاکلی را غیرفعال کند. از سوی دیگر، پوشش لایه با کربن فعال، موجب جذب گازهای آلاینده مانند NO ،CO و NO2 می‌شود.

حضور همزمان ذرات کربن فعال و نانوذرات نقره در سطحی مانند سطح فیلم پلی پروپیلن، فعالیت ضد میکروبی ذرات نقره را کاهش می‌دهد. با این حال، هیچ اثر قابل توجهی بر توان جذب کربن فعال مشاهده نشد. می‌توان نتیجه گرفت که برای دستیابی به دو ویژگی مورد نظر ضد میکروبی و جذب آلاینده به طور همزمان، ذرات کربن فعال و نانوذرات نقره باید در دو طرف مختلف لایه فیلتر قرار گیرند.

باید اضافه کرد که نانوذرات نقره به کار رفته در این فیلتر با باکتری‌هایی که در حال عبور از فیلتر هستند، برخورد خواهد داشت. با توجه به خاصیت آنتی باکتریال این نانوذرات، در اثر این تماس باکتری غیر فعال شده و عملکرد خود را از دست می‌دهد. لذا علاوه بر اینکه باکتری‌های در حال عبور از فیلتر خنثی می‌شوند؛ با وجود دارا بودن شرایط مناسب در سطح فیلتر، رشد باکتری در آن اتفاق نمی‌افتد.

لایه به دست آمده با شکل دادن و قالب زدن مناسب در ماسک پزشکی یا صنعتی، فیلتر هود آشپزخانه، لباس‌های نظامی و تصفیه هوای منازل کاربرد دارد.

نتایج این کار تحقیقاتی که توسط محمد مهدی شیرمحمدی و با همکاری دکتر رامین خواجوی عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد، دکتر عباس بهادر عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران و دکتر عاطفه خسروی عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد صورت گرفته، در Journal of Industrial Textiles منتشر شده است.