تبدیل ماسک ساده به N95 با محلول گرافنی/ افزایش کارایی فیلترهای هوا با محصول ایرانی

گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، پس از شیوع کرونا در جهان و اجبار استفاده از ماسک‌های تنفسی بسیاری از افراد به دنبال ماسکی بودند که میزان محافظت بالایی داشته باشد و بتواند درصد زیادی از ذرات ریز موجود در هوا را جذب کند. ماسک‌های ان۹۵ و ماسک‌های کربنی از جمله ماسک‌هایی هستند که درصد بالایی از ذرات ریز را جذب می‌کنند. ماسک‌های گرافنی نیز توانایی بالایی در جذب ذرات ریز موجود در هوا دارند و معمولاً از نظر عملکرد با ماسک‌های کربنی مقایسه می‌شوند.

بیشتر بخوانید:

آنالیز نانومواد با دستگاه ایرانی/ ابزار گرماسنجی مواد بومی‌سازی شد

در این میان یک شرکت دانش‌بنیان ایرانی فعال در حوزه سنتز نانومواد اقدام خلاقانه‌ای کرد و محلول گرافنی تولید کرد. وقتی این محلول روی سطح یک ماسک جراحی سه لایه معمولی اسپری می‌شود، میزان جذب ذرات آن به طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد. ماسک‌های معمولی می‌توانند ۱۰ درصد از ذرات ۲۰۰ نانومتر را جذب کنند اما با اسپری کردن این محلول نانویی روی سطح ماسک، میزان جذب ذرات ۲۰۰ نانومتر تا ۴۰ درصد افزایش می‌یابد.

از ایده تا ساخت

به گفته سیامک پیلبان، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان مستقر در جهرم، شیراز؛ «این محلول با تکیه بر تجربه‌ شرکت در حوزه سنتز گرافن تهیه شده است. ایده ساخت آن نیز با پرسش یکی از دوستان پزشک مبنی بر تولید ماسک ان۹۵ با نانوالیاف مطرح شد. از آنجایی که تخصصی در حوزه نانوالیاف نداشتم، پیشنهاد ارتقای ماسک‌های معمولی با استفاده از محلول گرافنی را دادم. این محلول که به شکل اسپری تولید می‌شود، تصفیه هوا را بهتر انجام می‌دهد. صفحات گرافن جاذب هستند و می‌توانند ذرات ریز هوا را جذب کنند.»

بیشتر بخوانید:

بومی‌سازی دستگاه طیف‌سنج تحرک یونی/ دانش‌بنیان‌ها تحریم را دور زدند

گرافن به شیوه‌های مختلفی سنتز می‌شود. برای مثال در تولید ماسک‌های گرافنی، گرافن در مرحله‌ای از تولید و به صورت مستقیم روی ماسک سنتز می‌شود. محلول گرافن شرکت دانش‌بنیان ایرانی به شکل کلوئیدی ساخته شده که کارایی آن را افزایش می‌دهد. این محلول را می‌توان روی انواع فیلترها اسپری کرد. نتایج تست سازمان انرژی اتمی از ماسک معمولی که با یک لایه پوشش از این محلول گرافنی پوشانده شده است نشان می‌دهد که میزان جذب ذرات ۲۰۰ نانومتری به ۴۰ درصد رسیده است. در صورتی که پوشش محلول گرافنی روی ماسک دو لایه شود، فیلتر می‌تواند ذرات ۲۵۰ نانومتری را تا ۶۰ درصد جذب کند.

چرخه معیوب تجاری‌سازی در کشور

به گفته پیلبان؛ «شرکت‌های تولیدکننده ماسک می‌توانند تنها با نصب یک سیستم پاشش ساده در خط تولید خود، از این محلول گرافنی برای ارتقای محصولات خود استفاده کنند. با این حال هیچ شرکتی تمایل به استفاده از این محلول را نداشت چراکه هرچه تولید می‌کنند، فروخته می‌شود بنابراین به دنبال ارتقای محصول نیستند. محلول گرافنی را می‌توان روی فیلترهای هوای سیستم تهویه اماکن شلوغ و پرتردد مانند بانک‌ها، مترو، سازمان و ادارات استفاده کرد، برای مترو شیراز نامه‌ای نوشتیم تا از این محصول استفاده کنند که توجهی نکردند.»

بیشتر بخوانید:
بومی‌سازی دستگاه طیف‌سنج تحرک یونی/ دانش‌بنیان‌ها تحریم را دور زدند

پیلبان می‌گوید: «برای تکمیل طرح به دنبال سرمایه‌گذار و حامی بودیم اما شرکت یا سازمانی پیدا نشد. طرحی را برای یکی از دانشگاه‌های علوم پزشکی نوشتم تا خواص آنتی‌ویروسی محلول گرافنی بررسی شود که به سرانجام نرسید چراکه دانشگاه توانایی شناسایی ویروس بر سطح یک ماسک ساده را نداشت. در حال حاضر دانشکده فنی دانشگاه تهران از این محلول روی فیلتر هوای یک دستگاه تهویه استفاده کرده و نتایج خوبی گرفته است با این حال تاکنون نتوانستیم زنجیره‌ای برای تکمیل این محصول در کشور پیدا کنیم.»

از خواص تا قیمت محلول گرافنی

محلول گرافنی این شرکت دانش‌بنیان به صورت کلوئیدی تولید می‌شود و توانایی ترکیب با محلول‌های آنتی‌باکتریال را دارد. صفحات گرافن آبدوست هستند و به خوبی می‌توانند محلول را در خود نگه دارند. آزمایش‌ها نشان می‌دهد محلول گرافنی خواص آنتی‌باکتریال را تا ۲۴ ساعت نگه می‌دارد. این محلول جلوی جریان هوا را نمی‌گیرد بلکه الیاف ماسک را می‌پوشاند، ذرات هوا با پوشش گرافنی برخورد می‌کنند که ذرات ریز را جذب کرده و هوا را عاری از میکروارگانیسم‌ها می‌کند. حدود یک سی‌سی از این محلول برای پوشاندن سطح یک ماسک کافی است.

در جهان قیمت یک ماسک معمولی هشت سنت و یک ماسک ان۹۵، ۸۰ سنت است. ماسک ان۹۵ می‌تواند ۸۰ درصد از ذرات ۳۰۰ نانومتری را جذب کند اما یک ماسک معمولی تنها ۱۰ درصد از ذرات ۳۰۰ نانومتری را جب می‌کند. هزینه هر سی‌سی از محلول گرافنی این شرکت دانش‌بنیان چهار سنت است. وقتی این محلول را روی یک ماسک معمولی اسپری می‌کنیم، کارایی آن نصف یک ماسک ان۹۵ می‌شود. در صورتی که سه لایه روی ماسک معمولی اسپری شود، کارایی آن قابل‌رقابت با ماسک ان۹۵ می‌شود. قیمت هر سی‌سی از محلول گرافنی در ایران بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ تومان است و می‌توان روی انواع ماسک‌ها و فیلترهای از جمله فیلتر کولر گازی، فیلتر دستگاه تصفیه هوای اتومبیل و خانه استفاده کرد.

انتهای پیام/۴۰۲۱/پ