رشد جمعیت جهان، صنعتی شدن و شهرنشینی باعث شده است تا مقادیر زیادی آلاینده تولید و در هوا منتشر شود، بدون در نظر گرفتن این موضوع که تا چه حد این آلاینده ها می توانند بر سلامت انسان ها تأثیر بگذارند. اخیراً، در بسیاری از کشورهای توسعه یافته، غلظت آلایندههای موجود در هوا بالاتر از دستورالعمل‌های کیفیت هوا (AQG) صادر شده توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) است. این موضوع منجر به سیاست‌های حفاظت از محیط زیست برای همه افراد در سراسر جهان شده است.
آلودگی هوا از طریق مجاری تنفسی وارد بدن انسان می شود و می تواند تأثیرات سیستماتیک مختلفی بر اندام های مختلف انسان داشته باشد. این موضوع به ویژه در افرادی که در کلان شهرها زندگی می کنند بیشتر دیده می شود، چرا که در این مناطق مشکلات زیست محیطی، شدیدتر بوده و لازم است افراد از ماسک تنفسی استفاده کنند.
ماسکها انواع خاصی از تجهیزات محافظ شخصی (PPE) هستند که برای محافظت شخص در برابر استنشاق آلاینده های موجود در هوا (از جمله عوامل عفونی مانند ویروس کرونا، SARS، H1N1 و غیره)، ذرات گرد و غبار، گازها یا بخارها طراحی شده‌اند.
ماسک های نانوالیاف: نسل جدید ماسک های صورت
با در نظر گرفتن تمام تجربیاتی که از انواع ماسک ها وجود دارد، تولید نوع جدیدی از ماسک صورت که محافظت لازم را در برابر آلایندههای تنفسی ارائه دهد و برای استفاده روزانه به اندازه کافی راحت باشد، ضروری است. به همین دلیل، استفاده از فناوری نانوالیاف، که راه‌حل‌های منحصربفردی را در زمینه‌های کاربردی مختلف از جمله فیلتراسیون ارائه می‌دهد، به عنوان راه‌حلی مبتنی بر داده‌های علمی به ذهن خطور میکند.
الیاف نانومتری، نسبت سطح به حجم بالایی دارند که به طور قابل توجهی امکان رسوب آلایندهها را بر روی سطح الیاف افزایش میدهند و از این طریق عملکرد فیلتر را افزایش میدهند. این الیاف می‌توانند به عنوان عنصر کلیدی در ماسکهای صورت یا تجهیزات تنفسی در نظر گرفته شوند. بازده فیلتراسیون ماسکهای نانوالیاف در جذب آلایندهها بیش از 99 درصد است و از نظر استفاده بسیار راحت هستند. این ماسکها، از پارچه بیبافت با یک پوشش نانوالیافی بسیار سبک و نازک تشکیل شده‌اند که ساختار انعطاف‌پذیری داشته، رطوبت را به راحتی از خود عبور میدهند و انتظارات مصرفکننده را کاملا برآورده میکنند.
آنچه که این ماسک ها را متمایز می کند، این است که این ماسک ها فقط یک پارچه روی صورت شما نیستند، بلکه به شما کمک می کند تا از ورود آلاینده ها و ویروس ها جلوگیری کند، اما در عین حال این اجازه را می دهد که هوا به داخل جریان پیدا کند و شما احساس گرفتگی یا خفگی نداشته باشید.
از مزایای دیگر ماسک های نانوالیاف، تنظیم بهتر دما است. زمانی که جریان هوا بیشتر باشد، احساس “نم” کمتری روی صورت خود خواهید داشت، گویی که ماسک بخشی از صورت شماست تا اینکه احساس کنید صورت شما با زدن ماسک، در حال عرق کردن است. مواد سبک، نرم و مطبوع در ماسک های نانوالیاف این مسئله رو تضمین میکند که پوشیدن این ماسک ها هم در کوتاه‌مدت و هم در بلندمدت راحت‌تر از سایر ماسک ها است. به طور کلی می توان گفت، نانوالیاف انقلابی در پزشکی به وجود آورده و پیشرفت های بسیاری در مراقبت‌های بهداشتی مانند مهندسی بافت، پانسمان زخم، ماسکهای صورت و موارد دیگر، ایجاد کرده است.
نانوالیاف چیست؟
نانوالیاف، الیاف مصنوعی بسیار کوچکی است که قطر هر یک از این الیاف هزار برابر از تار موی انسان، نازک تر است. نانوالیاف از طریق ساختارهای شبه تار عنکبوتی استحکام پیچیدهای را ایجاد میکنند و به دلیل اینکه سطح فوق العاده بزرگی دارند و بطور همزمان اندازه منافذ آنها نسبت به الیاف معمولی و طبیعی بسیار ریز میباشد، نسبت به این الیاف برتری دارند. این خاصیت نانوالیاف باعث میشود تا جریان هوا و جذب ذرات بطور قابل توجهی بیشتر از سایر فیلترهای مصنوعی یا طبیعی صورت گیرد و بازدهی بیشتر تا 0.3 میکرون را ایجاد کند.
اندازه کوچک نانوالیاف ها در زمان استفاده در فناوری ساخت ماسک صورت، مزایایی را از جمله محافظت پیشرفته و راحتی بیشتر را ایجاد میکند.
نانوالیاف با برخورداری از یک طرح بافندگی، بطور میکروسکوپی به هم نزدیک شده‌اند که نمی‌توان آنها را با چشم غیرمسلح دید. اندازه منافذ کوچک بوده و نسبت سطح به حجم بالایی دارند. این بدان معناست که سطح و منافذ یک ماسک صورت با فناوری نانوالیاف اجازه عبور سلول‌ها از ماسک و رسیدن به فرد را نمی‌دهد. به همین دلیل و و بخاطر منحصر به فرد بودن نانوالیاف، خطرات روزمره مانند آلاینده ها، ویروس ها، باکتری ها و موارد دیگر نمی توانند از این ماسک ها عبور کنند و در نتیجه محافظت در برابر دنیای خارج را افزایش می دهند. حتی آب یا مایع نمی تواند به سطح نفوذ کند، به همین دلیل است که به عنوان یکی از اجزا ضروری ماسک صورت در نظر گرفته می شود.
اما تولید الیافی چگونه ممکن شده است؟
الکتروریسی نانوالیاف
الکتروریسی یک تکنیک جدید برای تولید نانوالیاف است، این روش سریع و کم هزینه با داشتن کنترل دقیق روی ترکیبات نانوالیاف و ویژگی‌های هندسی است. در این روش، از یک منبع تغذیه ولتاژ بالا جهت تولید بار الکتریکی در جریان محلول یا مذاب پلیمری استفاده میشود تا با ایجاد اختلاف ولتاز بین صفحه جمعکننده و سوزن سرنگ، الیاف فوق ریز با قطرهای بین 40 تا 2000 نانومتر روی صفحه جمعکننده ایجاد شود. انتخاب غلظت مناسب محلول ، ولتاژ مناسب و فضای بین صفحه جمعکننده و نوک سرنگ برای سنتز نانوالیاف یکنواخت از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.
بدین ترتیب نانوالیاف، با برخورداری از سطح به حجم بالا و داشتن تخلخل¬های نانومتری و میکرومتری، این امکان را دارند تا به راحتی ذرات با اندازه میکرون را جذب و فیلتر کنند.
