En
Visos kategorijos
En

Naujienos

N97 klasės poliakrilnitrilo nanopluošto kaukė demonstruoja stiprią virusų gaudymo galimybę

Laikas:2021-10-11 Hitai:

Į 2019, Naujoji koronavirusinė liga (COVID-19) prasiveržė ir greitai pasklido po pasaulį. Šiuo metu aptikto COVID-19 viruso skersmuo yra 60-140 nm, o pagrindiniai perdavimo keliai yra tiesioginis perdavimas, aerozolių perdavimas ir kontaktinis perdavimas. Kaip rezultatas, N95 klasės kaukių paklausa (N95 FFR) smarkiai išaugo. N95 klasės kaukės daugiausia gaminamos iš polipropileno (PP) lydytu pūstu neaustine medžiaga. Siekiant pagerinti filtravimo efektyvumą ir išlaikyti santykinai mažą atsparumą, PP pluoštai yra veikiami korona iškrovos metodais, kad būtų užtikrintas stiprus dalelių sukibimas su N95 FFR dėl statinio krūvio. Tačiau, įkrovimas gali būti prarastas naudojimo metu, dėl to sumažėja filtravimo efektyvumas. be to, pakartotinis N95 FFR naudojimas ribojamas dėl tokių veiksnių kaip higiena, žalą, padidino kvėpavimo pasipriešinimą ir sumažino filtravimo efektyvumą. Atsižvelgiant į tai, komanda, vadovaujama Yu Jihong iš Jilino universiteto, sukūrė stabilų N97 nanopluošto respiratorių, pagrįstą chemiškai modifikuotais paviršiais, kad pasiektų reikšmingas filtravimo charakteristikas dėl poliarinės sąveikos.. Jis pasiekiamas padengiant poliakrilnitrilo nanopluošto membraną (TFPNM) adresu 0.42 PA-1 (filtravimo efektyvumas: baigta 97%; Slėgio kritimas: apytiksliai. 10 Pa) užtikrina bendrą patvarų filtravimo efektyvumą. Coxsackie B4 viruso filtravimo testas parodė, kad TFPNM taip pat turi stiprią viruso gaudymo galimybę. Palyginti su N95 FFR, TFPNM yra atsparesnis įvairiems dezinfekavimo režimams (viruso tipas: Coxsackie B4 virusas (CV-B4) ir mikro RNR virusas), ir bendros filtravimo charakteristikos išlieka N97 standartu. Susijęs darbas turi teisę "Poliškumas- Dominuoja stabilūs N97 respiratoriai, skirti ore esančiam virusui užfiksuoti, pagrįsti nanonaninėmis membranomis "buvo paskelbtas Angewandte Chemie, geriausias tarptautinis žurnalas.

TFPNM paviršiaus poliškumas ir stabilumas
Plona plėvelė (TF) padengtas elektrospintas poliakrilnitrilas (PAN) nanopluošto membranos (TFPNM) yra gaminami naudojant elektrinio verpimo technologiją ir funkcionalizuojami paviršinės polimerizacijos procesais, kad būtų pagaminti šviesiai geltoni audiniai su kintamomis galinėmis grupėmis. Palyginti su PP, TFPNM turi stipresnį paviršiaus poliškumą, kurias galima keisti skirtingomis dangomis. Norėdami toliau įvertinti TFPNM stabilumą, komanda išbandė pluošto membranas, veikdama jas aukštoje temperatūroje (> 80 °C), garo atmosfera (didelė drėgmė > 100 °CC, 75% alkoholio, chloruotas dezinfekavimo vanduo, ir ultravioletiniai (UV) Šviesos. Nustatyta, kad TFPNM neturėjo didelės žalos ir nesumažėjo svorio, rodo, kad pluošto geometrija nepasikeitė. Palyginti su pradiniu TFPNM, po apdoroto TFPNM paviršiaus poliškumas išlieka nepakitęs. Stabilus paviršiaus poliškumas užtikrina stabilią polinę sąveiką tarp membranos ir PM / aerozolių, suteikiant didelį TFPNM pakartotinio naudojimo potencialą įvairiomis atšiauriomis sąlygomis.



Paveikslas 1 TFPNM morfologija ir stabilumas


TFPNM oro filtravimo efektyvumas
Mokslininkai pirmiausia ištyrė TFPNM gebėjimą užfiksuoti įvairaus dydžio daleles (PM) imituoti jo oro filtravimo efektyvumą esant pavojingoms oro kokybės sąlygoms (Paveikslas 2). Degantys smilkalai (kurių sudėtyje yra įvairių teršalų, tokių kaip PM, CO, CO2, NO2, Tt.) naudojamas laboratorijoje kenksmingų kietųjų dalelių kiekiui nustatyti. Optimali visų TFPNM bazinio svorio kontrolė yra 10 g/m2. Penki TFPNM su skirtingu paviršiaus poliškumu rodo didelius filtravimo efektyvumo skirtumus. KD0,3 filtravimo efektyvumo rezultatai nuo mažiausio paviršiaus poliškumo iki didžiausios pluoštinės membranos svyravo nuo 50.00% to 97.45%. Tarp jų, TFPNM su cianido ir karboksilo grupėmis parodė labai aukštą filtravimo efektyvumą, exceeding 97%. Ištirti ilgalaikį TFPNM veiksmingumą, TFPNM masės būklė su ta pačia galine grupe kaip ir PAN molekulė buvo išbandyta po to, kai jis buvo patalpintas į pavojingą orą 10 val.. Rezultatai parodė, kad PAN nanopluošto membranos filtravimo efektyvumas (PNM) sumažėjo nuo 97.10% to 94.57% už PM0,3 į nuo 99.67% to 99.42% PM2,5 po 10 hours. Tačiau, CTFPNM filtravimo charakteristikos išliko stabilios, exviršijantis7.00% Ir 99.90% PM0,3 ir PM2,5 viduje 10 hours, atValandasamai.



Fig. 2 PM fiksuoja TFPNM, turinčių skirtingą paviršiaus poliškumą, veikimą


TFPNM ir N95 FFR oro filtravimo našumo palyginimas
Du TFPNM su dideliu paviršiaus poliškumu (CTFPNM ir CTFPNM) buvo pristatyti siekiant palyginti jų filtravimo savybes NaCl aerozoliuose su N95 FFR (Paveikslas 3). CTFPNM ir CTFPNM filtravimo efektyvumas pasiekė N97 lygį ir išliko stabilus nuolatinio veikimo metu. 24 filtravimo valandos. Priešingai, N95 FFR, kuri daugiausia sudaryta iš įkrautų PP lydant pūstų neaustinių medžiagų, rodo akivaizdų nestabilumą filtravimo metu. TFPNM filtro efektyvumas buvo toliau tiriamas naudojant elektrostatinį poveikį. Įkrautam cTFPNM ir cTFPNM, jų filtravimo efektyvumas šiek tiek pagerintas iki N98. Tačiau, šių įkrautų respiratorių membranų filtravimo efektyvumas galiausiai sumažėjo iki N97 klasės po 24 valandų dėl paviršiaus statinio krūvio susilpnėjimo (iš 0.15 kV iki 0,02±0.03 kV). Autorius toliau tiria oro filtravimo charakteristikų skirtumus tarp skirtingų šalių TFPNM ir N95 FFRS. Nustatyta, kad visų mėginių filtravimo efektyvumas sumažėjo iki mažesnio nei 95% Po 24 valandų nepertraukiamo filtravimo. Tomis pačiomis eksperimentinėmis sąlygomis, N95 FFR filtravimo efektyvumas buvo mažesnis nei cTFPNM po to 24 Valandas.



Paveikslas 3 TFPNM filtrų charakteristikos ir kelių prekių ženklų OF N95 FFR filtrų sluoksniai


TFPNM filtravimo efektyvumas nuo virusų ir įvairių dezinfekavimo priemonių
CTFPNM buvo patalpintas į Coxsackie B4 virusą (CV-B4) ir mikro RNR viruso aerozolis (27-30 nm) įvertinti jo filtravimo efektyvumą. Ir N95 FFR (MEO prekės ženklas) virusų filtravimo testas. Rezultatai parodė, kad cTFPNM išlaikė N97 filtravimo efektyvumą po to 24 hours, o MEO N95 FFR filtravimo efektyvumas nukrito žemiau 95% Po 24 hourValandasekiant ištirti TFPNM pakartotinį panaudojimą, buvo atlikti penki cTFPNM gydymo metodai: terminis apdorojimas val 80 ℃; Garai (šilumos bazės baltymų denatūravima℃ies 100 ℃); 75% alkoholio (baltymai denatūruoti); Buitinis chloro tirpalas (ląstelių degeneracija, cheminė žala); Ultravioletinis germicidinis švitinimas nmNR/RNR sunaikinimas, UVC 254 nm). Po pirmojo gydymo ciklo, visi cTFPNM filtravimo efektyvumai nesikeičia esant N97 LYGIUI, o slėgio kritimas išlieka tarp 9 Ir 10 Pa. Priešingai, N95 FFR parodė skirtingą filtravimo efektyvumą po įvairių apdorojimų po pirmojo ciklo. Šildymas ir ultravioletinis germicidinis švitinimas (UVGI) išlaikyti daugumos N95 FFRS filtravimo charakteristikas. Tačiau, mėginių filtravimo efektyvumas, pagrįstas apdorojimu tirpalu, smarkiai sumažėja iki 50% ~ 80%.



Fig. 4 Virusų filtravimo našumas naudojant cTFPNM


Pastaba :(A) (B) yra cTFPNM, (c) (d) yra meo prekės ženklo N95 FFR efektyvumas ir slėgio kritimas



Fig. 5 FFR raida ir atitinkamas bendras filtravimo efektyvumas po penkių skirtingų dezinfekavimo procedūrų

Viso teksto nuorodos: https https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108951


(Šaltinis: Polimerų mokslo ribos)