Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများနှင့် ဓာတုဗေဒအင်ဂျင်နီယာ၊ သိပ္ပံနှင့်နည်းပညာတက္ကသိုလ် (UST)၊ Daejeon၊ 34113 ကိုရီးယားသမ္မတနိုင်ငံ၊
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများနှင့် ဓာတုဗေဒအင်ဂျင်နီယာ၊ သိပ္ပံနှင့်နည်းပညာတက္ကသိုလ် (UST)၊ Daejeon၊ 34113 ကိုရီးယားသမ္မတနိုင်ငံ၊
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများနှင့် ဓာတုဗေဒအင်ဂျင်နီယာ၊ သိပ္ပံနှင့်နည်းပညာတက္ကသိုလ် (UST)၊ Daejeon၊ 34113 ကိုရီးယားသမ္မတနိုင်ငံ၊
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများနှင့် ဓာတုဗေဒအင်ဂျင်နီယာ၊ သိပ္ပံနှင့်နည်းပညာတက္ကသိုလ် (UST)၊ Daejeon၊ 34113 ကိုရီးယားသမ္မတနိုင်ငံ၊
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများနှင့် ဓာတုဗေဒအင်ဂျင်နီယာ၊ သိပ္ပံနှင့်နည်းပညာတက္ကသိုလ် (UST)၊ Daejeon၊ 34113 ကိုရီးယားသမ္မတနိုင်ငံ၊
Korea Institute of Chemical Technology (KRICT) Biobased Chemistry Research Center, Ulsan, 44429, Korea Republic
အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများနှင့် ဓာတုဗေဒအင်ဂျင်နီယာ၊ သိပ္ပံနှင့်နည်းပညာတက္ကသိုလ် (UST)၊ Daejeon၊ 34113 ကိုရီးယားသမ္မတနိုင်ငံ၊
သင့်သူငယ်ချင်းများနှင့် လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များနှင့် ဤဆောင်းပါး၏ စာသားဗားရှင်းအပြည့်အစုံကို မျှဝေရန် အောက်ပါလင့်ခ်ကို အသုံးပြုပါ။ပိုမိုသိရှိရန်။
ကိုရိုနာဗိုင်းရပ်ကူးစက်ရောဂါနှင့် လေထုထဲတွင် အမှုန်အမွှားများ (PM) နှင့်ပတ်သက်သော ပြဿနာများကြောင့် မျက်နှာဖုံးများဝယ်လိုအားသည် အဆမတန်ကြီးထွားလာသည်။သို့သော်၊ တည်ငြိမ်လျှပ်စစ်နှင့် နာနိုဆန်ခါအပေါ်အခြေခံသည့် ရိုးရာမျက်နှာဖုံး စစ်ထုတ်မှုများသည် တစ်ကြိမ်သုံး၊ ဖျက်ဆီး၍မရသော သို့မဟုတ် ပြန်လည်အသုံးပြု၍မရသောကြောင့် ဆိုးရွားသောအမှိုက်ပြဿနာများကို ဖြစ်စေသည်။ထို့အပြင် ယခင် စိုစွတ်သော အခြေအနေအောက်တွင် ၎င်း၏ လုပ်ဆောင်မှု ဆုံးရှုံးသွားမည်ဖြစ်ပြီး၊ နောက်ပိုင်းတွင် သိသိသာသာ လေဖိအား ကျဆင်းသွားကာ ချွေးပေါက်များ ပိတ်ဆို့ခြင်း ဖြစ်ပေါ်မည် ဖြစ်သည်။ဤတွင်၊ ဇီဝပြိုကွဲပျက်စီးနိုင်သော၊ အစိုဓာတ်ခံနိုင်သော၊ လေ၀င်လေထွက်ကောင်းသော၊ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ဖိုက်ဘာမျက်နှာဖုံး filter ကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ထားပါသည်။အတိုချုပ်အားဖြင့်၊ ဇီဝဖြန်းတီးနိုင်သော ultrafine fibers နှင့် nanofiber ဖျာနှစ်ခုကို Janus အမြှေးပါးစစ်ထုတ်မှုတွင် ပေါင်းစပ်ထားပြီး၊ ထို့နောက် cationically charged chitosan nanowhiskers များဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသည်။ဤ filter သည် စီးပွားဖြစ် N95 filter ကဲ့သို့ ထိရောက်ပြီး 2.5 µm PM ၏ 98.3% ကို ဖယ်ရှားနိုင်သည်။နာနိုဖိုင်ဘာများသည် သေးငယ်သောအမှုန်များကို ရုပ်ပိုင်းအရကြည့်နိုင်ပြီး၊ ultrafine ဖိုင်ဘာများသည် လူ၏အသက်ရှူရန်အတွက် သင့်လျော်သည့် ဖိအားနည်းသော 59 Pa ကွာခြားချက်ကို ပေးစွမ်းသည်။အစိုဓာတ်နှင့်ထိတွေ့သောအခါတွင် စီးပွားဖြစ် N95 စစ်ထုတ်မှုများ၏ စွမ်းဆောင်ရည် သိသိသာသာ ကျဆင်းလာသည်နှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်၊ ဤ filter ၏ စွမ်းဆောင်ရည် ဆုံးရှုံးမှုမှာ အားနည်းနေသောကြောင့် Chitosan ၏ အမြဲတမ်း dipole သည် ultrafine PM (ဥပမာ၊ နိုက်ထရိုဂျင်) ကို စုပ်ယူနိုင်သောကြောင့် အကြိမ်ပေါင်းများစွာ အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ဆာလဖာအောက်ဆိုဒ်)။ဤစစ်ထုတ်မှုသည် မြေဆွေးမြေတွင် 4 ပတ်အတွင်း လုံးဝပြိုကွဲသွားစေရန် အရေးကြီးသည်။
လက်ရှိ မကြုံစဖူးသော ကိုရိုနာဗိုင်းရပ် ကူးစက်ရောဂါ (COVID-19) သည် မျက်နှာဖုံးများ ဝယ်လိုအား ကြီးမားလာသည်။[1] ကမ္ဘာ့ကျန်းမာရေးအဖွဲ့ (WHO) က ယခုနှစ်တွင် လစဉ် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ နှာခေါင်းစည်း ၈၉ သန်း လိုအပ်သည်ဟု ခန့်မှန်းထားသည်။[1] ကျန်းမာရေးစောင့်ရှောက်မှုပညာရှင်များသည် ထိရောက်မှုမြင့်မားသော N95 မျက်နှာဖုံးများ လိုအပ်ရုံသာမက လူတစ်ဦးချင်းစီအတွက် ယေဘူယျအသုံးပြုသည့်မျက်နှာဖုံးများသည်လည်း ဤအသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာကူးစက်ရောဂါကို ကာကွယ်ရန်အတွက် မရှိမဖြစ်နေ့စဉ်သုံးပစ္စည်းများဖြစ်လာပါသည်။[1] ထို့အပြင် သက်ဆိုင်ရာဝန်ကြီးဌာနများသည် တခါသုံးမျက်နှာဖုံးများကို နေ့စဉ်အသုံးပြုရန် ပြင်းပြင်းထန်ထန် အကြံပြုထားပြီး၊ [1] ယင်းကြောင့် မျက်နှာဖုံးစွန့်ပစ်ပစ္စည်း အများအပြားနှင့် ပတ်သက်သည့် သဘာဝပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ ပြဿနာများကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့သည်။
အမှုန်အမွှားများ (PM) သည် လက်ရှိတွင် ပြဿနာအများဆုံးလေထုညစ်ညမ်းမှုပြဿနာဖြစ်သောကြောင့်၊ နှာခေါင်းစည်းများသည် လူတစ်ဦးချင်းစီအတွက် အထိရောက်ဆုံး တန်ပြန်မှုဖြစ်လာသည်။PM ကို PM2.5 နှင့် PM10 ဟူ၍ ပိုင်းခြားထားပြီး အမှုန်အရွယ်အစား (2.5 နှင့် 10μm အသီးသီး) သည် သဘာဝပတ် ဝန်းကျင် [2] နှင့် လူသားတို့၏ ဘဝအရည်အသွေးကို နည်းအမျိုးမျိုးဖြင့် ပြင်းထန်စွာ ထိခိုက်စေပါသည်။[2] နှစ်စဉ် PM သည် သေဆုံးသူ 4.2 သန်းနှင့် မသန်စွမ်းမှု 103.1 သန်းကို ပြုပြင်ပြောင်းလဲထားသော ဘဝနှစ်များဖြစ်သည်။[2] PM2.5 သည် ကျန်းမာရေးအတွက် အထူးဆိုးရွားသော ခြိမ်းခြောက်မှုတစ်ခုဖြစ်ပြီး I carcinogen အုပ်စုအဖြစ် တရားဝင်သတ်မှတ်ထားသည်။[2] ထို့ကြောင့်၊ လေဝင်နှုန်းနှင့် PM ဖယ်ရှားမှုဆိုင်ရာ ထိရောက်သောမျက်နှာဖုံးစစ်ထုတ်ခြင်းအား သုတေသနပြုလုပ်ရန် အချိန်နှင့်အမျှ အရေးကြီးပါသည်။[3]
ယေဘူယျအားဖြင့်၊ ရိုးရာဖိုက်ဘာစစ်ထုတ်သူများသည် PM ကို ကွဲပြားသောနည်းလမ်းနှစ်မျိုးဖြင့် ဖမ်းယူနိုင်သည်- နာနိုဖိုင်ဘာများကိုအခြေခံ၍ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဆန်ခါထုတ်ခြင်းနှင့် မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာများကိုအခြေခံထားသော လျှပ်စစ်ဓာတ်စုပ်ယူမှု (ပုံ 1a) မှတဆင့်။အထူးသဖြင့် အီလက်ထရွန်းနစ် နာနိုဖိုင်ဘာ ဖျာများ အထူးသဖြင့် နာနိုဖိုင်ဘာ စစ်ထုတ်မှုများကို အသုံးပြုခြင်းသည် ကျယ်ပြန့်သော ပစ္စည်းရရှိနိုင်မှုနှင့် ထိန်းချုပ်နိုင်သော ထုတ်ကုန်ဖွဲ့စည်းပုံကြောင့်ဖြစ်သည့် PM ကို ဖယ်ရှားရန် ထိရောက်သောဗျူဟာတစ်ရပ်ဖြစ်ကြောင်း သက်သေပြခဲ့သည်။[3] နာနိုဖိုင်ဘာဖျာသည် အမှုန်အမွှားများနှင့် ချွေးပေါက်များကြား အရွယ်အစားကွာခြားမှုကြောင့် ဖြစ်သော ပစ်မှတ်အရွယ်အစားရှိ အမှုန်အမွှားများကို ဖယ်ရှားပေးနိုင်ပါသည်။[3] သို့သော်လည်း၊ နာနိုစကေးဖိုင်ဘာများကို ဆက်စပ်မှုမြင့်မားသောဖိအားကွာခြားမှုကြောင့် လူအသက်ရှုရလွယ်ကူစေရန် အန္တရာယ်ဖြစ်စေသည့် အလွန်သေးငယ်သောချွေးပေါက်များဖွဲ့စည်းရန် ထူထပ်စွာစုထားရန်လိုအပ်ပါသည်။ထို့အပြင် သေးငယ်သော အပေါက်များသည် မလွဲမသွေ လျင်မြန်စွာ ပိတ်ဆို့သွားမည်ဖြစ်သည်။
အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ အရည်ပျော်ကျသောအလွန်ကောင်းမွန်သောဖိုက်ဘာဖျာကို စွမ်းအင်မြင့်လျှပ်စစ်စက်ကွင်းဖြင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားသွင်းထားပြီး အလွန်သေးငယ်သောအမှုန်များကို electrostatic adsorption ဖြင့်ဖမ်းယူပါသည်။[4] ကိုယ်စားလှယ် ဥပမာအနေဖြင့်၊ N95 အသက်ရှူကိရိယာသည် လေထုအတွင်းမှ အမှုန်အမွှားများ၏ 95% ကို အနည်းဆုံး 95% စစ်ထုတ်နိုင်သောကြောင့် လုပ်ငန်းခွင်ဘေးကင်းရေးနှင့် ကျန်းမာရေးဆိုင်ရာ အမျိုးသားအင်စတီကျု၏ လိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီသည့် မျက်နှာဖုံးအသက်ရှူကိရိယာဖြစ်သည်။ဤစစ်ထုတ်မှုအမျိုးအစားသည် ပြင်းထန်သောလျှပ်စစ်ဓာတ်အားဆွဲငင်အားအားဖြင့် SO42− နှင့် NO3− ကဲ့သို့သော anionic ဒြပ်စင်များပါ၀င်သည့် ultrafine PM ကိုစုပ်ယူသည်။သို့သော်၊ စိုစွတ်သောလူ့အသက်ရှူခြင်းကဲ့သို့သော စိုစွတ်သောပတ်ဝန်းကျင်တွင် တွေ့ရှိရသည့် အမျှင်ဖျာ၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ငြိမ်အားအားသည် အလွယ်တကူ လွင့်စင်သွားကာ စုပ်ယူနိုင်စွမ်းလျော့နည်းသွားစေသည်။
filtration စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်စေရန် သို့မဟုတ် ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှုနှင့် ဖိအားကျဆင်းမှုကြား အပေးအယူကိုဖြေရှင်းရန်အတွက်၊ နာနိုဖိုင်ဘာများနှင့် မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာများကို အခြေခံသည့် စစ်ထုတ်မှုများကို ကာဗွန်ပစ္စည်းများ၊ သတ္တုအော်ဂဲနစ်ဘောင်များနှင့် PTFE နာနိုမှုန်များကဲ့သို့သော high-k ပစ္စည်းများနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသည်။[4] သို့သော်၊ မသေချာမရေရာသော ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ အဆိပ်သင့်မှုနှင့် အဆိုပါ ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများ၏ စွန့်ထုတ်မှုတို့သည် ရှောင်လွှဲ၍မရသော ပြဿနာများ ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။[4] အထူးသဖြင့်၊ ဤသမားရိုးကျ စစ်ထုတ်မှု နှစ်မျိုးသည် အများအားဖြင့် ဖျက်ဆီး၍မရသောကြောင့် နောက်ဆုံးတွင် ၎င်းတို့ကို အမှိုက်ပုံများတွင် မြှုပ်နှံခြင်း သို့မဟုတ် အသုံးပြုပြီးနောက် မီးရှို့ဖျက်ဆီးခြင်း ခံရမည်ဖြစ်သည်။ထို့ကြောင့် ဤအမှိုက်ပြဿနာများကိုဖြေရှင်းရန် ပိုမိုကောင်းမွန်သောမျက်နှာဖုံးစစ်ထုတ်ခြင်းများကို ဖော်ဆောင်ပြီး တစ်ချိန်တည်းတွင် PM အား စိတ်ကျေနပ်ဖွယ်နှင့် အစွမ်းထက်သည့်ပုံစံဖြင့် ဖမ်းယူခြင်းသည် အရေးကြီးသော လက်ရှိလိုအပ်ချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။
အထက်ပါပြဿနာများကိုဖြေရှင်းရန်အတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် poly(butylene succinate)-based (PBS-based)[5] microfiber နှင့် nanofiber ဖျာများဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော Janus အမြှေးပါး filter ကို ထုတ်လုပ်ထားပါသည်။Janus အမြှေးပါးဇကာကို chitosan nano ပါးသိုင်းမွှေး (CsWs) [5] (ပုံ 1b) ဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသည်။ကျွန်ုပ်တို့အားလုံးသိကြသည့်အတိုင်း PBS သည် အီလက်ထရွန်းနစ်ဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော ultrafine fiber နှင့် nanofiber nonwovens များကိုထုတ်လုပ်ပေးသော ဇီဝရုပ်ကြွင်းပိုလီမာကိုယ်စားပြု biodegradable polymer တစ်ခုဖြစ်သည်။နာနိုစကေးမျှင်များသည် PM ကို ထောင်ချောက်ဆင်ထားပြီး မိုက်ခရိုစကေး နာနိုဖိုင်ဘာများသည် ဖိအားကျဆင်းမှုကို လျှော့ချကာ CsW မူဘောင်အဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။Chitosan သည် biocompatibility ၊ biodegradability နှင့် low toxicity အပါအဝင် bio-compatibility ကောင်းသော ဇီဝဂုဏ်သတ္တိများရှိကြောင်း သက်သေပြထားပြီးဖြစ်သည့် [5] သုံးစွဲသူများ၏ မတော်တဆ ရှူရှိုက်မိခြင်းနှင့် ဆက်စပ်သော စိုးရိမ်ပူပန်မှုများကို လျှော့ချပေးနိုင်ပါသည်။[5] ထို့အပြင်၊ chitosan တွင် cationic sites နှင့် polar amide အုပ်စုများရှိသည်။[5] စိုစွတ်သောအခြေအနေအောက်တွင်ပင်၊ ၎င်းသည် ဝင်ရိုးစွန်းအမှုန်အမွှားများ (ဥပမာ SO42- နှင့် NO3-) ကို ဆွဲဆောင်နိုင်သည်။
ဤတွင်၊ အလွယ်တကူရနိုင်သော ဇီဝချေဖျက်နိုင်သောပစ္စည်းများအပေါ် အခြေခံ၍ ဇီဝပြိုကွဲပျက်စီးနိုင်သော၊ မြင့်မားသော၊ အစိုဓာတ်ခံပြီး ဖိအားနည်းသော အစက်အပြောက်မျက်နှာဖုံးစစ်ထုတ်မှုအား ကျွန်ုပ်တို့ အစီရင်ခံတင်ပြပါသည်။ရုပ်ပိုင်းသန့်စင်ခြင်းနှင့် electrostatic adsorption ပေါင်းစပ်မှုကြောင့်၊ CsW-coated microfiber/nanofiber ပေါင်းစပ်ထားသော filter သည် မြင့်မားသော PM2.5 ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှု (98%) အထိရှိပြီး တစ်ချိန်တည်းတွင် အထူဆုံး filter တွင် အမြင့်ဆုံးဖိအားကျဆင်းမှုသည် ၎င်းသည် 59 Pa သာရှိပြီး လူသားအသက်ရှူရန် သင့်လျော်သည်။N95 စီးပွားဖြစ်စစ်ထုတ်မှုမှပြသထားသော သိသာထင်ရှားသောစွမ်းဆောင်ရည်ကျဆင်းခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ ဤစစ်ထုတ်မှုသည် အမြဲတမ်း CsW အားသွင်းမှုကြောင့် အပြည့်အဝစိုစွတ်နေချိန်တွင်ပင် PM ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှု (<1%) လျော့နည်းသွားသည်ကို ပြသသည်။ထို့အပြင်၊ ကျွန်ုပ်တို့၏ filter များသည် 4 ပတ်အတွင်း မြေဆွေးမြေတွင် ဇီဝရုပ်ကြွင်းများကို လုံးဝချေဖျက်နိုင်သည်။စစ်ထုတ်မှုအပိုင်းသည် ဇီဝပြိုကွဲပျက်စီးနိုင်သောပစ္စည်းများဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသည့်အလားတူအယူအဆရှိသောအခြားလေ့လာမှုများနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ သို့မဟုတ် ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော biopolymer nonwoven applications များတွင် အကန့်အသတ်ရှိသောစွမ်းဆောင်ရည်ပြသသည့်၊ [6] ဤ filter သည် အဆင့်မြင့်အင်္ဂါရပ်များ biodegradability ကို တိုက်ရိုက်ပြသသည် (ရုပ်ရှင် S1၊ ပံ့ပိုးကူညီမှု)။
Janus အမြှေးပါး filter ၏အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုအနေဖြင့်၊ nanofiber နှင့် superfine fiber PBS ဖျာများကိုပထမဆုံးပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ထို့ကြောင့် ၎င်းတို့၏ viscosity ကွာခြားမှုကြောင့် 11% နှင့် 12% PBS solutions များသည် nanometer နှင့် micrometer fibers အသီးသီးထုတ်လုပ်ရန် electrospun များဖြစ်သည်။[7] ဖြေရှင်းချက်ဝိသေသလက္ခဏာများနှင့် အကောင်းဆုံးလျှပ်စစ်လှည့်ခြင်းအခြေအနေများ၏အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို ပံ့ပိုးပေးသည့်အချက်အလက်များတွင် Tables S1 နှင့် S2 တွင်ဖော်ပြထားပါသည်။as-spun fiber တွင် အကြွင်းအကျန်များ ပါဝင်နေသေးသဖြင့်၊ ပုံ 2a တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ပုံမှန် electrospinning စက်တစ်ခုသို့ နောက်ထပ်ရေ coagulation ရေချိုးခြင်းကို ပေါင်းထည့်ပါသည်။ထို့အပြင်၊ ရေချိုးခန်းသည် သမားရိုးကျဆက်တင်ရှိ အစိုင်အခဲမက်ထရစ်နှင့် ကွဲပြားသည့် coagulated pure PBS ဖိုက်ဘာဖျာကို စုဆောင်းရန်အတွက် ဖရိန်ကိုလည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။[7] မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာနှင့် နာနိုဖိုင်ဘာဖျာများ၏ ပျမ်းမျှဖိုက်ဘာအချင်းများသည် 2.25 နှင့် 0.51 µm အသီးသီးရှိပြီး ပျမ်းမျှ ပေါက်ပေါက်အချင်းမှာ 13.1 နှင့် 3.5 µm အသီးသီးဖြစ်သည် (ပုံ 2c၊ ဃ)။9:1 chloroform/ethanol သည် နော်ဇယ်မှ ထုတ်လွှတ်ပြီးနောက် လျင်မြန်စွာ အငွေ့ပျံသွားသဖြင့်၊ ဖြေရှင်းချက် 11 နှင့် 12 wt% အကြား viscosity ခြားနားမှုသည် လျင်မြန်စွာ တိုးလာသည် (ပုံ S1၊ ပံ့ပိုးပေးသော အချက်အလက်)။[7] ထို့ကြောင့်၊ 1 wt% သာ အာရုံစူးစိုက်မှု ကွာခြားမှုသည် ဖိုက်ဘာအချင်းကို သိသာထင်ရှားစွာ ပြောင်းလဲမှု ဖြစ်စေနိုင်သည်။
Filter စွမ်းဆောင်ရည် (ပုံ S2၊ ပံ့ပိုးပေးသည့် အချက်အလက်) ကို မစစ်ဆေးမီ အမျိုးမျိုးသော filter များကို ကျိုးကြောင်းဆီလျော်စွာ နှိုင်းယှဉ်နိုင်ရန်၊ အထူသည် filter စွမ်းဆောင်ရည်၏ ဖိအားကွာခြားမှုနှင့် filtration efficiency ကို သက်ရောက်မှုရှိသော အရေးကြီးသောအချက်ဖြစ်သောကြောင့် စံအထူ electrospun nonwovens ကို ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။Nonwovens များသည် ပျော့ပျောင်းပြီး စိမ့်ဝင်သောကြောင့် electrospun nonwovens များ၏ အထူကို တိုက်ရိုက်ဆုံးဖြတ်ရန် ခက်ခဲသည်။အထည်၏အထူသည် မျက်နှာပြင်သိပ်သည်းဆ (ယူနစ်တစ်ခုလျှင် အလေးချိန်၊ အခြေခံအလေးချိန်) နှင့် အချိုးကျပါသည်။ထို့ကြောင့် ဤလေ့လာမှုတွင် ကျွန်ုပ်တို့သည် အခြေခံအလေးချိန် (gm-2) ကို ထိရောက်သော အထူတိုင်းတာမှုအဖြစ် အသုံးပြုပါသည်။[8] ပုံ 2e တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း electrospinning time ကိုပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် အထူကို ထိန်းချုပ်ထားသည်။လည်ပတ်ချိန်သည် 1 မိနစ်မှ 10 မိနစ်အထိ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာဖျာ၏အထူသည် 0.2၊ 2.0၊ 5.2 နှင့် 9.1 gm-2 အသီးသီး တိုးလာပါသည်။ထိုနည်းတူ၊ နာနိုဖိုင်ဘာဖျာ၏အထူသည် 0.2၊ 1.0၊ 2.5 နှင့် 4.8 gm-2 အသီးသီး တိုးလာခဲ့သည်။မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာနှင့် နာနိုဖိုင်ဘာဖျာများကို ၎င်းတို့၏အထူတန်ဖိုးများ (gm-2) အရ- M0.2၊ M2.0၊ M5.2 နှင့် M9.1၊ နှင့် N0.2၊ N1.0၊ N2.5 နှင့် N4 အဖြစ် သတ်မှတ်ထားသည်။ ၈။
နမူနာတစ်ခုလုံး၏ လေဖိအားကွာခြားချက် (ΔP) သည် စစ်ထုတ်မှုစွမ်းဆောင်ရည်အတွက် အရေးကြီးသောညွှန်ပြချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။[9] မြင့်မားသောဖိအားကျဆင်းမှုနှင့်အတူ filter ကိုရှူရှိုက်ခြင်းသည်အသုံးပြုသူအတွက်အဆင်မပြေပါ။ပုံ S3 တွင်ပြသထားသည့်အတိုင်း အချက်အလက်ပံ့ပိုးပေးသည့် Filter ၏အထူတိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဖိအားကျဆင်းလာသည်ကို သဘာဝအတိုင်း တွေ့ရှိရသည်။နာနိုဖိုင်ဘာဖျာ (N4.8) သည် သေးငယ်သောချွေးပေါက်များရှိသောကြောင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သောအထူဖြင့် မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာ (M5.2) ဖျာထက် ဖိအားကျဆင်းမှုကို ပြသသည်။လေသည် 0.5 နှင့် 13.2 ms-1 အကြားအမြန်နှုန်းဖြင့် filter ကိုဖြတ်သွားသည်နှင့်အမျှ၊ မတူညီသော filter နှစ်မျိုး၏ဖိအားကျဆင်းမှုသည် 101 Pa မှ 102 Pa သို့ တဖြည်းဖြည်းတိုးလာပါသည်။ ဖိအားကျဆင်းမှုနှင့် PM ဖယ်ရှားမှုကိုချိန်ညှိရန်အတွက် အထူကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်သင့်သည်။ ထိရောက်မှု;လေအလျင် 1.0 ms-1 သည် လူသားများ ပါးစပ်မှတဆင့် အသက်ရှုရန် အချိန် 1.3 ms-1 ခန့်ဖြစ်သောကြောင့် သင့်လျော်ပါသည်။[10] ယင်းနှင့်ပတ်သက်၍၊ M5.2 နှင့် N4.8 ၏ဖိအားကျဆင်းမှုသည် 1.0 ms-1 (50 Pa ထက်နည်းသော) (ပုံ S4 ထက်နည်းသောလေအလျင်) တွင် လက်ခံနိုင်သည်။N95 နှင့် အလားတူ Korean filter standard (KF94) masks များ၏ ဖိအားကျဆင်းမှုသည် 50 မှ 70 Pa အသီးသီးရှိကြောင်း သတိပြုပါ။နောက်ထပ် CsW လုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့် မိုက်ခရို/နာနို စစ်ထုတ်ခြင်း ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် လေထုကို ခံနိုင်ရည်အား တိုးစေနိုင်သည်။ထို့ကြောင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဖိအားကျဆင်းမှုအနားသတ်ကို ပံ့ပိုးရန်အတွက် M5.2 နှင့် N4.8 ကို မခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမီ N2.5 နှင့် M2.0 ကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။
ပစ်မှတ်လေအလျင် 1.0 ms-1 တွင်၊ PBS မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာနှင့် နာနိုဖိုင်ဘာဖျာများ၏ PM1.0၊ PM2.5 နှင့် PM10 ၏ ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှုကို static charge မပါဘဲ လေ့လာခဲ့သည် (ပုံ S5၊ ပံ့ပိုးပေးသော အချက်အလက်)။အထူနှင့် PM အရွယ်အစား တိုးလာသည်နှင့်အမျှ PM ဖယ်ရှားခြင်း၏ ထိရောက်မှုသည် ယေဘုယျအားဖြင့် တိုးလာသည်ကို တွေ့ရှိရသည်။N2.5 ၏ ဖယ်ရှားခြင်း ထိရောက်မှုသည် ၎င်း၏ သေးငယ်သော ချွေးပေါက်များကြောင့် M2.0 ထက် ပိုမိုကောင်းမွန်ပါသည်။PM1.0၊ PM2.5 နှင့် PM10 အတွက် M2.0 ၏ ဖယ်ရှားမှု ထိရောက်မှုသည် 55.5%, 64.6% နှင့် 78.8% အသီးသီးရှိပြီး N2.5 ၏ အလားတူတန်ဖိုးများမှာ 71.9%, 80.1% နှင့် 89.6% ဖြစ်သည် (ပုံ။ 2f)။M2.0 နှင့် N2.5 အကြား ထိရောက်မှု အကြီးမားဆုံး ကွာခြားချက်မှာ PM1.0 ဖြစ်သည်၊ ၎င်းသည် မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာကွက်များကို မိုက်ခရိုနအဆင့် PM အတွက် ထိရောက်မှုရှိကြောင်း ညွှန်ပြသော၊ ၎င်းသည် နာနိုအဆင့် PM အတွက် ထိရောက်မှု မရှိပါ (ပုံ။ S6၊ ပံ့ပိုးပေးသော အချက်အလက်)။M2.0 နှင့် N2.5 နှစ်ခုစလုံးသည် 90% ထက်နည်းသော PM ဖမ်းယူနိုင်စွမ်းကို ပြသသည်။ထို့အပြင်၊ N2.5 သည် M2.0 ထက် ဖုန်မှုန့်များကို ပို၍ ခံနိုင်ရည်ရှိနိုင်သည်၊ အကြောင်းမှာ ဖုန်မှုန့်များသည် N2.5 ၏ သေးငယ်သော ချွေးပေါက်များကို အလွယ်တကူ ပိတ်ဆို့နိုင်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။တည်ငြိမ်အားသွင်းမှုမရှိပါက၊ ၎င်းတို့ကြားရှိ အပေးအယူဆက်ဆံရေးကြောင့် လိုအပ်သောဖိအားကျဆင်းမှုနှင့် ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှုတို့ကို တစ်ချိန်တည်းတွင်ရရှိရန် ၎င်း၏စွမ်းရည်တွင် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဆန်ခါမှုတွင် အကန့်အသတ်ရှိသည်။
Electrostatic adsorption သည် PM ကို ထိရောက်စွာ ဖမ်းယူရန် အသုံးအများဆုံးနည်းလမ်းဖြစ်သည်။[11] ယေဘူယျအားဖြင့်၊ စွမ်းအင်မြင့်လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမှတဆင့် ယက်မဟုတ်သော filter သို့ အတင်းအဓမ္မအသုံးပြုသည်၊သို့သော်၊ ဤအငြိမ်အားကို စိုစွတ်သောအခြေအနေအောက်တွင် အလွယ်တကူ ကွယ်ပျောက်စေပြီး PM ဖမ်းယူနိုင်စွမ်းကို ဆုံးရှုံးစေသည်။[4] electrostatic filtration အတွက် bio-based material အနေဖြင့် 200 nm အရှည်နှင့် 40 nm wide CsW ကို မိတ်ဆက်ပေးခဲ့သည်။၎င်းတို့၏ အမိုနီယမ်အုပ်စုများနှင့် ဝင်ရိုးစွန်းအမြိုက်အုပ်စုများကြောင့်၊ ဤ nanowhiskers များသည် အမြဲတမ်း cationic charges များပါရှိသည်။CsW ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ရရှိနိုင်သော အပြုသဘောဆောင်သော တာဝန်ခံအား ၎င်း၏ zeta အလားအလာ (ZP) ဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။CsW သည် pH 4.8 ရှိသော ရေတွင် ပြန့်ကျဲနေပြီး ၎င်းတို့၏ ZP သည် +49.8 mV (ပုံ S7၊ ပံ့ပိုးပေးသည့် အချက်အလက်) ဖြစ်သည်ကို တွေ့ရှိရသည်။
CsW-coated PBS မိုက်ခရိုဖိုက်ဘာများ (ChMs) နှင့် နာနိုဖိုင်ဘာများ (ChNs) ကို 0.2 wt% CsW ရေပြန့်ကျဲမှုတွင် ရိုးရှင်းသော dip coating ဖြင့် ပြင်ဆင်ထားပြီး CsWs ၏ အမြင့်ဆုံးပမာဏကို PBS အမျှင်များ၏ မျက်နှာပြင်သို့ ချိတ်ဆက်ရန် သင့်လျော်သော အာရုံစူးစိုက်မှုဖြစ်သည့် 0.2 wt% CsW ရေပျံ့သွားခြင်း၊ ပုံ 3a နှင့် Figure S8 တွင်ပြသထားသည့်ပုံ၊ အချက်အလက်ပံ့ပိုးပေးသည်။နိုက်ထရိုဂျင် စွမ်းအင်ပျံ့လွင့်သော X-ray spectroscopy (EDS) ပုံသည် PBS ဖိုက်ဘာ၏ မျက်နှာပြင်ကို CsW အမှုန်များဖြင့် တစ်ပုံစံတည်း ဖုံးအုပ်ထားကြောင်း ပြသသည်၊ ၎င်းသည် စကင်န်ဖတ် အီလက်ထရွန် အဏုစကုပ် (SEM) ပုံ (ပုံ 3b; ပုံ S9၊ ပံ့ပိုးပေးသည့် အချက်အလက်)၊ .ထို့အပြင်၊ ဤ coating method သည် အားသွင်းထားသော nanomaterials များကို ဖိုက်ဘာမျက်နှာပြင်ကို သပ်သပ်ရပ်ရပ် ဖုံးအုပ်နိုင်စေပြီး electrostatic PM ဖယ်ရှားနိုင်မှုစွမ်းရည်ကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်စေသည် (ပုံ S10၊ ပံ့ပိုးပေးသော အချက်အလက်)။
ChM နှင့် ChN ၏ PM ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှုကို လေ့လာခဲ့သည် (ပုံ 3c)။M2.0 နှင့် N2.5 ကို ChM2.0 နှင့် ChN2.5 အသီးသီးထုတ်လုပ်ရန် CsW ဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသည်။PM1.0၊ PM2.5 နှင့် PM10 အတွက် ChM2.0 ၏ ဖယ်ရှားမှု ထိရောက်မှုသည် 70.1%, 78.8% နှင့် 86.3% အသီးသီးရှိပြီး ChN2.5 ၏ အလားတူတန်ဖိုးများမှာ 77.0%, 87.7% နှင့် 94.6% အသီးသီးဖြစ်သည်။CsW coating သည် M2.0 နှင့် N2.5 ၏ ဖယ်ရှားမှု ထိရောက်မှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေပြီး အနည်းငယ်သေးငယ်သော PM အတွက် တွေ့ရှိရသော အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် ပိုမိုသိသာပါသည်။အထူးသဖြင့်၊ chitosan nanowhiskers များသည် M2.0′s PM0.5 နှင့် PM1.0 ၏ ဖယ်ရှားမှု ထိရောက်မှုကို 15% နှင့် 13% အသီးသီး တိုးမြင့်လာသည် (ပုံ S11၊ ပံ့ပိုးပေးသော အချက်အလက်)။၎င်း၏အတော်လေးကျယ်ပြန့်သော fibril အကွာအဝေး (ပုံ 2c) ကြောင့် M2.0 သည် ပိုမိုသေးငယ်သော PM1.0 ကို ဖယ်ထုတ်ရန် ခက်ခဲသော်လည်း ChM2.0 သည် CsWs ရှိ cations နှင့် amides များသည် ion-ion မှတဆင့် ဖြတ်သန်းသွားပြီး Pole-ion အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုကို ချိတ်ဆက်ပေးသောကြောင့် ChM2.0 သည် PM1.0 ကို စုပ်ယူပါသည်။ ဖုန်မှုန့်နှင့် dipole-dipole အပြန်အလှန်။၎င်း၏ CsW အပေါ်ယံပိုင်းကြောင့်၊ ChM2.0 နှင့် ChN2.5 ၏ PM ဖယ်ရှားမှု ထိရောက်မှုသည် ပိုထူသော M5.2 နှင့် N4.8 (ဇယား S3၊ ပံ့ပိုးပေးသည့် အချက်အလက်) ထက် မြင့်မားသည်။
စိတ်ဝင်စားစရာမှာ PM ဖယ်ရှားခြင်း၏ ထိရောက်မှုမှာ အလွန်ကောင်းမွန်သော်လည်း CsW coating သည် ဖိအားကျဆင်းမှုကို မထိခိုက်စေပါ။ChM2.0 နှင့် ChN2.5 ၏ဖိအားကျဆင်းမှုသည် 15 နှင့် 23 Pa သို့အနည်းငယ်တိုးလာသည်၊ M5.2 နှင့် N4.8 အတွက်တွေ့ရှိရသောတိုးလာမှုထက်ဝက်နီးပါး (ပုံ 3d; ဇယား S3၊ ပံ့ပိုးပေးသည့်အချက်အလက်)။ထို့ကြောင့်၊ ဇီဝအခြေခံပစ္စည်းများဖြင့် ဖုံးအုပ်ခြင်းသည် အခြေခံစစ်ထုတ်ခြင်းနှစ်ခု၏ စွမ်းဆောင်ရည်လိုအပ်ချက်များကို ပြည့်မီရန် သင့်လျော်သောနည်းလမ်းဖြစ်သည်။ဆိုလိုသည်မှာ PM ဖယ်ရှားခြင်း ထိရောက်မှုနှင့် လေဖိအား ကွာခြားချက်တို့ဖြစ်ပြီး အပြန်အလှန် သီးသန့်ဖြစ်သည်။သို့ရာတွင်၊ ChM2.0 နှင့် ChN2.5 ၏ PM1.0 နှင့် PM2.5 ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှု နှစ်ခုစလုံးသည် 90% ထက်နိမ့်ပါသည်။သိသာထင်ရှားစွာ၊ ဤစွမ်းဆောင်ရည်ကိုမြှင့်တင်ရန်လိုအပ်သည်။
ဖိုက်ဘာအချင်းနှင့် ချွေးပေါက်အရွယ်အစားများ တဖြည်းဖြည်းပြောင်းလဲလာသော အမြှေးပါးများစွာဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် ပေါင်းစပ်ထားသော filtration စနစ်သည် အထက်ပါပြဿနာများကို ဖြေရှင်းပေးနိုင်သည် [12]။ပေါင်းစည်းထားသော လေစစ်ဇကာသည် မတူညီသော နာနိုဖိုင်ဘာနှစ်ခုနှင့် superfine fiber nets တို့၏ အားသာချက်များရှိသည်။ဤကိစ္စနှင့်စပ်လျဉ်း၍ ChM နှင့် ChN တို့သည် ပေါင်းစပ်စစ်ထုတ်မှုများ (Int-MNs) ကိုထုတ်လုပ်ရန် ရိုးရိုးတန်းတန်းစီထားသည်။ဥပမာအားဖြင့်၊ Int-MN4.5 ကို ChM2.0 နှင့် ChN2.5 ကိုအသုံးပြု၍ ပြင်ဆင်ထားပြီး ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်သည် ဆင်တူသော ဧရိယာသိပ်သည်းဆများ (ဆိုလိုသည်မှာ အထူ) ရှိ ChN4.8 နှင့် ChM5.2 တို့နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါသည်။PM ဖယ်ထုတ်ခြင်း ထိရောက်မှု စမ်းသပ်မှုတွင်၊ ultrafine fiber side သည် nanofiber side ထက် ပိတ်ဆို့ခြင်းကို ပိုမိုခံနိုင်ရည်ရှိသောကြောင့် ဖုန်ထူသောအခန်းတွင် Int-MN4.5 ၏ ultrafine fiber ဘက်ခြမ်းကို ထင်ရှားစေသည်။ပုံ 4a တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း Int-MN4.5 သည် ChM5.2 နှင့် ChM5.2 ChN4 ထက် များစွာနိမ့်သော ဖိအားကျဆင်းမှု 37 Pa ဖြင့် အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုပါသော စစ်ထုတ်ခြင်းနှစ်ခုထက် PM ဖယ်ရှားခြင်းဆိုင်ရာ ထိရောက်မှုနှင့် ဖိအားကွာခြားချက်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာပြသထားသည်။8. ထို့အပြင်၊ Int-MN4.5 ၏ PM1.0 ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှုသည် 91% (ပုံ 4b) ဖြစ်သည်။အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ ChM5.2 သည် ၎င်း၏ ချွေးပေါက်များသည် Int-MN4.5 ထက် ပိုမိုကြီးမားသောကြောင့် ဤမျှမြင့်မားသော PM1.0 ဖယ်ရှားခြင်းထိရောက်မှုကို မပြသခဲ့ပါ။
စာတိုက်အချိန်- နိုဝင်ဘာ- ၀၃-၂၀၂၁
