ساخت و ارزیابی خواص لایه جاذب فیلتر تنفسی با استفاده از نانوفیبرسلولز چوب

سابقه و هدف: آلودگی هوا (ریزگردها) یکی از مهمترین چالش های محیط زیستی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان محسوب می شود. ورود این ریزگردها به درون سیستم تنفسی انسان همواره با پیامدهای جبران ناپذیر جانی همچون حمله های قلبی، کاهش حجم ریه، افزایش بعضی از ناراحتی های پوستی، گرفتگی بینی، گلو درد، سرفه و خطر ابتلا به سرطان همراه است. از طرفی برای جلوگیری از ورود این ذرات به مجاری تنفسی انواع ماسک های تنفسی پدید آمدند. ابعاد ریزگردهای معلق در هوا (کمتر از ۲/۵ میکرون) در حدی است که فیلترهای تنفسی معمولی توان جذب و به دام انداختن آن ها و جلوگیری از ورود آن ها به مجاری تنفسی را به سبب وجود منافذ میکرومتری، ندارند. در پژوهش حاضر لایه جاذب فیلتر تنفسی با استفاده از روش غوطه وری و جذب نانوفیبر سلولز در پارچه پنبه ای در چهار سطح مصرف نانوفیبر سلولز ۰/۰۵، ۰/۱، ۰/۲و ۰/۵ درصد تعیین و سپس لایه های حاوی نانوسلولز به روش خشک کن انجمادی تحت دمای منفی ۵۰ و فشار ۰/۰۴ میلی بار ساخته و مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روشها : مواد مورد استفاده در این پژوهش ژل نانوفیبر سلولز تهیه شده از شرکت دانش بنیان نانونوین پلیمر ، کربوکسی متیل سلولز و اسید سیتریک تهیه شده از شرکت دکتر مجللی، پارچه نخی بعنوان بستر از شرکت لیو (live) می باشد. روش های آنالیز نمونه های تولید شده در این پژوهش عبارت اند از: آزمون طیف سنجی مادون قرمز فوریه (ATR-FTIR)، آزمون طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD)، آزمون افت فشار فیلتر (Pressure Drop)، آزمون میکروسکوپ الکترونی نشر میدان (FESEM) و آزمون جذب ریزگرد (Fine Particle Adsorption).نتایج: با استفاده از آزمون FTIR ثابت شد که بستر مورد استفاده جهت نشاندن نانوالیاف سلولزی از جنس سلولز خالص بود. همچنین نتایج حاصل از آزمون XRD بر روی بستر نیز با ظهور پیک هایی در زوایای دوتتای (۲θ) ۲۲/۵، ۱۶/۵، ۱۵/۵و ۳۴/۵ نشان داد که سلولز بستر از سلولز نوع بتا ۱ (ß۱) بود لذا این امر موجب شد تا نانوالیاف سلولزی به راحتی بتوانند با بستر پیوند برقرار کنند. میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد نانوالیاف مورد استفاده در این پژوهش در مقیاس نانومتری (زیر ۱۰۰ نانومتر) قرار داشته لذا می توانند منافذ نانومتری و زیرمیکرونی تشکیل دهند. به طور کلی با افزایش غلظت نانوفیبر سلولز، افت فشار نیز افزایش یافت. بهترین تیمار این مطالعه، نمونه ۵ لایه با ۲ لایه حاوی ۰/۵ درصد نانوالیاف سلولزی بود که راندمان جذب آن برای متوسط ذرات زیر ۲ میکرون مقدار ۹۶/۱۸ درصد بود. راندمان جذب ریزگرد در این لایه جاذب با استاندارد N۹۵ (تولید شده بر اساس دستورالعمل سازمان غذا و دارو) یکسان بود.

Keywords:

ماسک تنفسی , نانوفیبر سلولز , جذب ریزگرد