محققان مهندسی نساجی در دانشگاه آزاد واحد علوم تحقیقات تهران موفق به ساخت فیلترهایی با پوشش کربن فعال و نانوذرات نقره شدند که در جذب مواد آلاینده شیمیایی و نیز میکروب های حامل بیماری های واگیردار کارآمد است.
با استفاده از نتایج این تحقیق می توان ماسک های مورد استفاده در بخش های مختلف پزشکی و یا صنعتی و همچنین فیلترهای کارآمد در صنایع مختلف خودروسازی، فولاد، سیمان، نفت، گاز و پتروشیمی را طراحی کرد.
در حال حاضر یکی از عمده ترین مشکلات جوامع بشری، آلودگی هوای محیط در مراکز صنعتی و شهرها است که سبب بروز بیماری های دستگاه تنفسی خواهد شد و ایران نیز با این معضلات روبه روست که در فصل زمستان این مشکل به اوج خود می رسد.
بهترین و اساسی ترین راه مقابله با این نوع آلاینده ها جلوگیری از به وجود آمدن آن هاست اما با توجه به عملی نبودن این امر، استفاده از فیلترها یکی از راه های کاربردی موجود در کاهش خطرات ناشی از تولید این آلاینده ها به شمار می آید. همچنین می توان با تولید فیلترهایی به عنوان ماسک که قابلیت جذب انواع مواد شیمیایی مضر را دارد، از ورود این آلودگی ها به دستگاه تنفسی افراد جلوگیری کرد و میزان بروز بیماری های ناشی از آلودگی هوا را کاهش داد.
الیاف پلی پروپیلن با توجه به هزینه پایین و خواص فیزیکی بالقوه نظیر وزن سبک، مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی یکی از مهم ترین الیاف مورد استفاده در این زمینه به شمار می روند. کربن فعال نیز جهت جذب مواد آلاینده شیمیایی مناسب شناخته شده است.
علاوه بر مشکل آلودگی هوا، به صورت فصلی شاهد بروز بیماری های واگیردار در کشور هستیم و با توجه به فعالیت قابل قبول نانوذرات نقره (NS) در برابر طیف گسترده ای از میکروب ها می توان آن را به عنوان یکی از بالقوه ترین ماده ضد میکروبی برای حل مشکلات ذکر شده در نظر گرفت.
از همین رو پژوهشگران در این طرح به دنبال تولید فیلترهایی بودند که هر دو خاصیت جذب آلاینده های گازی و آلاینده های 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 تهیهی این فیلتر گفت: ابتدا با استفاده از الیاف پلی پروپیلن و به روش سوزن زنی لایه ای، فیلتر مورد نظر تهیه شد و در مرحله بعد محلولی از کربن فعال با استفاده از آب مقطر تهیه شد که با استفاده از فولارد این مواد روی لایه بی بافت پوشش داده شدند.
وی افزود: پس از آغشته شدن، لایه ها در آون (مخزن حرارتی) قرار گرفته و خشک شدند و در مرحله بعد لایه به دست آمده توسط محلول نانو نقره با غلظت های مختلف اسپری شد و در نهایت فیلتر نهایی بدست آمده از این روش، تحت آزمایش های مختلف جهت تعیین میزان تأثیر بر آلودگی های شیمیایی و میکروبی قرار گرفت.
نتایج این طرح که حاصل پایان نامه کارشناسی ارشد این دانشجوی علوم و تحقیقات است نشان می دهد لایه پلی پروپیلن پوشش داده شده با نانوذرات نقره می تواند میکروارگانیسم هایی مانند S. اورئوس و اشریشیاکلی را غیرفعال کند و از سوی دیگر، پوشش لایه با کربن فعال، موجب جذب گازهای آلاینده مانند NO، CO و NO2 می شود.
وی یاد آور شد: حضور همزمان ذرات کربن فعال و نانوذرات نقره در سطحی مانند سطح فیلم پلی پروپیلن، فعالیت ضد میکروبی ذرات نقره را کاهش می دهد با این حال، هیچ اثر قابل توجهی بر توان جذب کربن فعال مشاهده نشد و می توان 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.
محقق طرح گفت: نانوذرات نقره به کار رفته در این فیلتر با باکتری هایی که در حال عبور از فیلتر هستند، برخورد خواهد داشت و با توجه به خاصیت آنتی باکتریال این نانوذرات، در اثر این تماس باکتری غیر فعال شده و عملکرد خود را از دست می دهد بنابراین علاوه بر اینکه باکتری های در حال عبور از فیلتر خنثی می شوند رشد باکتری نیز متوقف می شود.
لایه به دست آمده با شکل دادن و قالب زدن مناسب در ماسک پزشکی یا صنعتی، فیلتر هود آشپزخانه، لباس های نظامی و تصفیه هوای منازل کاربرد دارد.
نتایج این کار تحقیقاتی که توسط محمد مهدی شیرمحمدی و با همکاری رامین خواجوی عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد، عباس بهادر عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران و عاطفه خسروی عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد صورت گرفته، در نشریه Journal of Industrial Textiles منتشر شده است.
