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 میکروب‌های حامل بیماری‌های واگیردار کارآمد است.
بهره‌گیری از فناوری نانو در ساخت ماسک جاذب آلاینده‌های شیمیایی
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 میکروب‌های حامل بیماری‌های واگیردار کارآمد است. با استفاده از نتایج این تحقیق می‌توان ماسک‌های مورد استفاده در بخش‌های مختلف پزشکی و یا صنعتی و همچنین فیلترهای کارامد در صنایع مختلف خودرو سازی، فولاد، سیمان، نفت، گاز و پتروشیمی را طراحی نمود.
در حال حاضر یکی از عمده ترین مشکلات جوامع بشری، آلودگی هوای محیط در مراکز صنعتی و شهرها است که سبب بروز بیماری‌های دستگاه تنفسی خواهد شد. کشور ما نیز جزء این مجموعه بوده و در فصل زمستان این مشکل به اوج خود می‌رسد.
بهترین و اساسی‌ترین راه مقابله با این نوع آلاینده‌ها جلوگیری از به وجود آمدن آن‌ها است. با توجه به عملی نبودن این امر، استفاده از فیلترها یکی از راه‌های کاربردی موجود در کاهش خطرات ناشی از تولید این آلاینده‌هاست. همچنین می‌توان با تولید فیلترهایی به عنوان ماسک که قابلیت جذب انواع مواد شیمیایی مضر را دارد از ورود این آلودگی‌ها به دستگاه تنفسی افراد جلوگیری کرده و میزان بروز بیماری‌های 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 مهم‌ترین الیاف مورد استفاده در این زمینه به شمار می‌روند. کربن فعال نیز جهت جذب مواد آلاینده شیمیایی مناسب شناخته شده‌اند. علاوه بر مشکل آلودگی هوا، به صورت فصلی شاهد بروز بیماری‌های واگیردار در کشور نیز هستیم. با توجه به فعالیت قابل قبول نانوذرات نقره (NS) در برابر طیف گسترده‌ای از میکروب‌ها می‌توان آن را به عنوان یکی از بالقوه‌ترین ماده ضد میکروبی برای حل مشکلات ذکر شده در نظر گرفت. لذا پژوهشگران در این طرح به دنبال تولید فیلترهایی بودند که هر دو خاصیت جذب آلاینده‌های گازی و آلاینده‌های میکروبی به صورت همزمان را دارا بوده و بتواند با قیمت مناسب، در دسترس عموم افراد جامعه قرار گیرد.
محمد مهدی شیرمحمدی دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه آزاد علوم تحقیقات روش تهیه‌ی این فیلتر را به این شرح توضیح داد:«ابتدا با استفاده از الیاف پلی‌‌پروپیلن و به روش سوزن‌زنی لایه‌ای، فیلتر مورد نظر تهیه شد. در مرحله‌ی بعد محلولی از کربن فعال با استفاده از آب مقطر تهیه شده و با استفاده از فولارد این مواد روی لایه بی‌بافت پوشش داده شدند. پس از آغشته شدن، لایه‌ها در آون قرار گرفته و خشک گردیدند. در مرحله بعد لایه به دست آمده توسط محلول نانو نقره با غلظت‌های مختلف اسپری شد. در آخر فیلتر نهایی بدست آمده از این روش، تحت آزمایش‌های مختلف جهت تعیین میزان تأثیر بر آلودگی‌های شیمیایی و میکروبی قرار گرفتند.»
به گفته شیرمحمدی نتایج این کار که حاصل پایان نامه ارشد وی بوده است، نشان داد لایه پلی پروپیلن پوشش داده شده با نانوذرات نقره می‌تواند میکروارگانیسم‌هایی مانند S. اورئوس و اشریشیا کلی را غیرفعال کند. از سوی دیگر، پوشش لایه با کربن فعال، موجب جذب گازهای آلاینده مانند NO، CO و NO2، می‌شود. حضور همزمان ذرات کربن فعال و نانوذرات نقره در سطح مانند سطح فیلم پلی پروپیلن، فعالیت ضد میکروبی ذرات نقره را کاهش می‌دهد. با این حال، هیچ اثر قابل توجهی بر توان جذب کربن فعال مشاهده نشد. می‌توان 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.
باید اضافه کرد که نانوذرات نقره به کار رفته در این فیلتر با باکتری‌هایی که در حال عبور از فیلتر هستند برخورد خواهد داشت. با توجه به خاصیت آنتی باکتریال این نانوذرات، در اثر این تماس باکتری غیر فعال شده و عملکرد خود را از دست می‌دهد. لذا علاوه بر اینکه باکتری‌های در حال عبور از فیلتر خنثی می‌گردند؛ با وجود دارا بودن شرایط مناسب در سطح فیلتر، رشد باکتری در آن اتفاق نمی‌افتد.
لایه به دست آمده با شکل دادن و قالب زدن مناسب در ماسک پزشکی یا صنعتی، فیلتر هود آشپزخانه، لباس‌های نظامی و تصفیه هوای منازل استفاده دارد.
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست محمد مهدی شیرمحمدی و با همکاری دکتر رامین خواجوی(عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد)، دکتر عباس بهادر(عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران) و دکتر عاطفه خسروی(عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد) صورت گرفته است، در مجله Journal of Industrial Textiles (جلد ۴۲، شماره ۳، ماه ژانویه سال ۲۰۱۳، صفحات ۲۱۹ تا ۲۳۰) منتشر شده است.
