COVID-19 salgını, bireylerin kişisel koruma yöntemlerine olan ilgisini artırırken, özellikle maske kullanımının önemi kamuoyunun gündeminde öne çıktı. Ancak, virüslerin ortalama boyutları yüz nanometre civarında olduğu için, bu partikülleri yakalayabilecek kadar küçük gözeneklere sahip kumaşlar, genellikle hava akışını da önemli ölçüde kısıtlıyor. Bu durum, uzun süreli kullanımda kullanıcı rahatsızlığına yol açıyor. Japonya'da yapılan yeni bir araştırma ise bu soruna etkili bir çözüm sunuyor.
YENİ NESİL FİLTRE TASARIMI
Bu ay Materials Advances dergisinde yayımlanan bir çalışmada, Tokyo Üniversitesi Endüstri Bilimleri Enstitüsü’nden araştırmacılar, hava akışını sınırlamadan virüs benzeri nanopartikülleri etkili bir şekilde filtreleyebilen yeni bir filtre geliştirdi. Ekip, bu başarıyı filtredeki gözenek yapısını dikkatli şekilde tasarlayarak elde etti.
Filtre, düz ve halka şeklindeki moleküller olan porfirinlerden oluşan düzenli bir nanosheet ağıyla tasarlandı. Bu moleküller, ortasında bulunan mikroskobik delikler sayesinde virüs gibi büyük partiküllerin geçişini engellerken, daha küçük gaz moleküllerinin serbestçe geçmesine olanak tanıyor. Bu nanosheet yapılar, birkaç yüz nanometre boyutundaki gözenekler içeren nanofiberlerle modifiye edilmiş bir kumaş üzerinde desteklenerek filtreyi oluşturuyor.
YÜKSEK VERİMLİ FİLTRELEME
Araştırma ekibi, geliştirdikleri filtreyi N95 yüz maskelerinin testinde kullanılan standart prosedürle değerlendirdi. Yapılan partikül filtreleme testleri, filtrenin virüs büyüklüğündeki parçacıkları başarıyla yakaladığını gösterdi. Filtre, N95 maskeler için gerekli olan yüzde 95'lik verimliliğin de üzerine çıkarak %96 oranında bir filtreleme başarısı elde etti.
KONFOR VE GÜVENLİK BİR ARADA
Çalışmanın kıdemli yazarı Kazuyuki Ishii, filtrede kullanılan porfirin bazlı nanotabakaların, hava ve çözücü arasındaki yüzey gerilimi gradyanının yönlendirdiği arayüz reaksiyonlarıyla oluşturulduğunu belirtti. Elde edilen bu nanotabakaların daha sonra sıkıştırılarak ve damgalama yöntemiyle nanofiberle kaplanmış kumaşın üzerine kaplandığını ifade etti.
Filtreyle ilgili yapılan gaz akışı ölçümleri, diferansiyel basınçta yalnızca minimal bir azalma olduğunu gösterdi. Bu da filtrenin, hava akışını neredeyse hiç kısıtlamadan virüs büyüklüğündeki parçacıkları etkili şekilde yakalayabildiğini ortaya koydu.
GELECEK VAAT EDİYOR
Araştırmacılar, geliştirdikleri bu yeni nesil filtreleme teknolojisinin, hem kullanıcı konforunu hem de koruma seviyesini optimize eden maskelerin üretilmesine olanak sağlayabileceğini belirtiyor. Porfirin bazlı nanosheetlerin nanofiber kumaşlarla birleştirilmesi, özellikle uzun süreli kullanımda hava geçişini korurken, zararlı parçacıkları etkili biçimde filtreleyebilen çözümler sunma potansiyeline sahip.
Bu yenilikçi yaklaşım, salgın sonrası dönemde kişisel koruyucu ekipmanlara olan talep sürerken, maske teknolojilerinde hem sağlık hem de konfor açısından yeni bir sayfa açabilir.
