ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ترقي يافته مواد ۽ ڪيميائي انجنيئرنگ، سائنس ۽ ٽيڪنالاجي يونيورسٽي (يو ايس ٽي)، ڊيجيون، 34113 ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ترقي يافته مواد ۽ ڪيميائي انجنيئرنگ، سائنس ۽ ٽيڪنالاجي يونيورسٽي (يو ايس ٽي)، ڊيجيون، 34113 ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ترقي يافته مواد ۽ ڪيميائي انجنيئرنگ، سائنس ۽ ٽيڪنالاجي يونيورسٽي (يو ايس ٽي)، ڊيجيون، 34113 ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ترقي يافته مواد ۽ ڪيميائي انجنيئرنگ، سائنس ۽ ٽيڪنالاجي يونيورسٽي (يو ايس ٽي)، ڊيجيون، 34113 ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ترقي يافته مواد ۽ ڪيميائي انجنيئرنگ، سائنس ۽ ٽيڪنالاجي يونيورسٽي (يو ايس ٽي)، ڊيجيون، 34113 ڪوريا جمهوريت
ڪوريا انسٽيٽيوٽ آف ڪيميڪل ٽيڪنالاجي (KRICT) بايو بيسڊ ڪيمسٽري ريسرچ سينٽر، السان، 44429، ڪوريا جمهوريت
ترقي يافته مواد ۽ ڪيميائي انجنيئرنگ، سائنس ۽ ٽيڪنالاجي يونيورسٽي (يو ايس ٽي)، ڊيجيون، 34113 ڪوريا جمهوريت
ھيٺ ڏنل لنڪ استعمال ڪريو ھن مضمون جو مڪمل متن ورجن پنھنجي دوستن ۽ ساٿين سان شيئر ڪرڻ لاءِ.وڌيڪ سکو.
ڪرونا وائرس جي وبائي مرض ۽ هوا ۾ پارٽيڪيوليٽ ميٽر (PM) سان لاڳاپيل مسئلن جي ڪري ، ماسڪ جي طلب تيزي سان وڌي وئي آهي.بهرحال، جامد بجلي ۽ نانو سائو تي ٻڌل روايتي ماسڪ فلٽر سڀ ڊسپوزيبل، نان ڊي گريڊيبل يا ريسائيڪل هوندا آهن، جيڪي فضول جي سنگين مسئلا پيدا ڪندا.ان کان علاوه، اڳوڻو نمي جي حالتن ۾ ان جي ڪارڪردگي کي وڃائي ڇڏيندو، جڏهن ته بعد ۾ هڪ اهم ايئر پريشر ڊراپ سان ڪم ڪندو ۽ نسبتا تيز پور ڪلوجنگ ٿيندي.هتي، هڪ بايوڊيگريڊبل، نمي پروف، انتهائي سانسائي، اعلي ڪارڪردگي فائبر ماسڪ فلٽر ترقي ڪئي وئي آهي.مختصر ۾، ٻه بايوڊيگريڊبل الٽرا فائن فائبر ۽ نانوفائبر ميٽ جانس ميمبرين فلٽر ۾ ضم ڪيا ويا آهن، ۽ پوءِ ڪيشني طور تي چارج ٿيل چيٽوسن نانو وِسڪرز سان گڏ ٿيل آهن.هي فلٽر ڪمرشل N95 فلٽر جيترو ڪارائتو آهي ۽ 2.5 µm PM مان 98.3% ڪڍي سگهي ٿو.نانوفائيبرز جسماني طور تي سٺين ذرڙن جي اسڪريننگ ڪن ٿا، ۽ الٽرافائن فائبر 59 Pa جو گھٽ پريشر فرق مهيا ڪن ٿا، جيڪو انساني سانس وٺڻ لاءِ موزون آهي.تجارتي N95 فلٽرن جي ڪارڪردگي ۾ تيز گهٽتائي جي برعڪس جڏهن نمي کي ظاهر ڪيو وڃي، هن فلٽر جي ڪارڪردگي نقصان ناگزير آهي، تنهنڪري اهو ڪيترائي ڀيرا استعمال ڪري سگهجي ٿو ڇاڪاڻ ته چيتوسن جو مستقل ڊپول الٽرا فائن PM کي جذب ڪري ٿو (مثال طور، نائٽروجن).۽ سلفر آڪسائيڊ).اهو ضروري آهي ته هي فلٽر مڪمل طور تي ٺهيل مٽي ۾ 4 هفتن اندر ختم ٿي وڃي.
موجوده بي مثال ڪورونوايرس پانڊيمڪ (COVID-19) ماسڪ جي وڏي گهرج کي هلائي رهيو آهي.[1] ورلڊ هيلٿ آرگنائيزيشن (ڊبليو ايڇ او) جو اندازو آهي ته هن سال هر مهيني 89 ملين طبي ماسڪ جي ضرورت آهي.[1] نه رڳو صحت جي سارسنڀال جي ماهرن کي اعليٰ ڪارڪردگي N95 ماسڪ جي ضرورت آهي ، پر سڀني ماڻهن لاءِ عام مقصد وارا ماسڪ پڻ هن تنفس جي موذي مرض جي روڪٿام لاءِ لازمي روزاني سامان بڻجي ويا آهن.[1] ان کان علاوه، لاڳاپيل وزارتون سختي سان هر روز ڊسپوزيبل ماسڪ جي استعمال جي سفارش ڪن ٿيون، [1] ان سان ماحولياتي مسئلن جو سبب بڻيل آهي ماسڪ جي وڏي مقدار جي ضايع ٿيڻ سان.
جيئن ته ذرات وارو معاملو (PM) هن وقت سڀ کان وڌيڪ مشڪلاتي فضائي آلودگي جو مسئلو آهي، ماسڪ ماڻهن لاءِ دستياب سڀ کان وڌيڪ مؤثر انسداد ميسر بڻجي ويا آهن.PM کي PM2.5 ۽ PM10 ۾ ورهايو ويو آهي ذرات جي سائيز (2.5 ۽ 10μm ترتيب سان)، جيڪو قدرتي ماحول کي متاثر ڪري ٿو [2] ۽ انساني زندگي جي معيار کي مختلف طريقن سان.[2] هر سال، PM 4.2 ملين موت جو سبب بڻائيندو آهي ۽ 103.1 ملين معذور زندگي جي ترتيب سان ترتيب ڏني وئي آهي.[2] PM2.5 صحت لاءِ خاص طور تي سنگين خطرو بڻجي ٿو ۽ سرڪاري طور تي گروپ I ڪارڪينجن جي طور تي نامزد ڪيو ويو آهي.[2] تنهن ڪري، اهو بروقت ۽ ضروري آهي ته تحقيق ۽ ترقي ڪري هڪ موثر ماسڪ فلٽر هوا جي پارگميگي ۽ PM هٽائڻ جي لحاظ کان.[3]
عام طور تي ڳالهائڻ، روايتي فائبر فلٽر PM کي ٻن مختلف طريقن سان پڪڙيندا آهن: فزيڪل سيونگ ذريعي نانوفائبرز جي بنياد تي ۽ اليڪٽررو اسٽيٽڪ جذب جي بنياد تي مائڪرو فائيبرز (شڪل 1a).نانوفائبر جي بنياد تي فلٽرن جو استعمال، خاص طور تي اليڪٽررو اسپن نانوفائبر ميٽ، PM کي هٽائڻ لاءِ هڪ مؤثر حڪمت عملي ثابت ٿيو آهي، جيڪو وسيع مواد جي دستيابي ۽ قابل ڪنٽرول پيداوار جي جوڙجڪ جو نتيجو آهي.[3] نانوفائبر چٽ ٽارگيٽ سائيز جي ذرات کي ختم ڪري سگھي ٿو، جيڪو ذرات ۽ پورز جي وچ ۾ سائيز جي فرق جي ڪري پيدا ٿئي ٿو.[3] تنهن هوندي به، نانو-اسڪيل فائبر کي تمام گھڻا اسٽيڪ ڪرڻ جي ضرورت آهي ته انتهائي ننڍڙا سوراخ ٺاهيا وڃن، جيڪي لاڳاپيل اعلي دٻاء جي فرق جي ڪري آرام سان انساني سانس لاء نقصانڪار آهن.ان کان سواء، ننڍا سوراخ ناگزير طور تي نسبتا جلدي بند ٿي ويندا.
ٻئي طرف، پگھلندڙ الٽرا فائن فائبر چِٽ اليڪٽررو اسٽيٽيڪل طور تي هڪ اعليٰ توانائي واري برقي فيلڊ طرفان چارج ٿيل آهي، ۽ تمام ننڍڙا ذرڙا اليڪٽررو اسٽيٽٽڪ جذب ذريعي پڪڙيا ويندا آهن.[4] نمائندي مثال جي طور تي، N95 ريسپيريٽر هڪ ذرو فلٽر ڪرڻ وارو منهن ماسڪ تنفس آهي جيڪو نيشنل انسٽيٽيوٽ آف اوڪيپيشنل سيفٽي اينڊ هيلٿ جي گهرجن کي پورو ڪري ٿو ڇاڪاڻ ته اهو گهٽ ۾ گهٽ 95 سيڪڙو هوا جي ذرات کي فلٽر ڪري سگهي ٿو.ھن قسم جو فلٽر الٽرا فائن PM کي جذب ڪري ٿو، جيڪو عام طور تي مضبوط اليڪٽرو اسٽيٽڪ ڪشش ذريعي، SO42- ۽ NO3- جھڙوڪ اينيونڪ مادو مان ٺهيل آھي.جڏهن ته، فائبر ميٽ جي مٿاڇري تي جامد چارج آسانيء سان خشڪ ماحول ۾ ختم ٿي ويندي آهي، جهڙوڪ خشڪ انساني سانس ۾ مليا آهن، [4] نتيجي ۾ جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۾ گهٽتائي.
فلٽريشن جي ڪارڪردگي کي وڌيڪ بهتر ڪرڻ يا هٽائڻ جي ڪارڪردگي ۽ پريشر ڊراپ جي وچ ۾ واپار کي حل ڪرڻ لاءِ، نانوفائبرز ۽ مائڪرو فائيبرز تي ٻڌل فلٽر اعليٰ-ڪ مواد، جهڙوڪ ڪاربان مواد، ڌاتو آرگنڪ فريم ورڪ، ۽ PTFE نانو پارٽيڪلز سان گڏ آهن.[4] تنهن هوندي به، غير يقيني حياتياتي زهر ۽ انهن additives جي چارج جي خاتمي اڃا تائين ناگزير مسئلا آهن.[4] خاص طور تي، اهي ٻه قسم جا روايتي فلٽر عام طور تي غير زوال پذير هوندا آهن، تنهن ڪري اهي آخرڪار لينڊ فلز ۾ دفن ڪيا ويندا يا استعمال کان پوءِ ساڙيا ويندا.تنهن ڪري، انهن فضول مسئلن کي حل ڪرڻ لاء بهتر ماسڪ فلٽر جي ترقي ۽ ساڳئي وقت PM کي اطمينان بخش ۽ طاقتور انداز ۾ پڪڙڻ هڪ اهم موجوده ضرورت آهي.
مٿين مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ، اسان پولي (بيٽيلين سوڪسينٽ) جي بنياد تي (PBS-based)[5] microfiber ۽ nanofiber mats سان ضم ٿيل هڪ جانس ميمبرين فلٽر تيار ڪيو آهي.جانس جھلي جو فلٽر چٽوسن نانو ويسڪرز (CsWs) سان گڏ ٿيل آهي [5] (شڪل 1b).جيئن ته اسان سڀ ڄاڻون ٿا، پي بي ايس هڪ نمائندو بايوڊيگريڊبل پوليمر آهي، جيڪو الٽرا فائن فائبر ۽ نانوفائيبر غير وونز پيدا ڪري سگهي ٿو اليڪٽرڪ اسپننگ ذريعي.نانو-اسڪيل فائبر جسماني طور تي PM کي ڇڪيندا آهن، جڏهن ته مائڪرو-اسڪيل نانو فائبر دٻاء جي گھٽتائي کي گھٽائيندا آهن ۽ CsW فريم ورڪ طور ڪم ڪن ٿا.Chitosan هڪ بايو-بنياد تي مشتمل مواد آهي جنهن کي ثابت ڪيو ويو آهي ته سٺي حياتياتي ملڪيت آهن، جن ۾ بايو مطابقت، بايوڊيگراڊبلٽي ۽ نسبتا گهٽ زهر شامل آهن، [5] جيڪي صارفين جي حادثاتي سانس سان لاڳاپيل پريشاني کي گهٽائي سگهن ٿيون.[5] ان کان علاوه، چيتوسن ۾ ڪيشنڪ سائيٽون ۽ پولر امائيڊ گروپ آهن.جيتوڻيڪ نمي جي حالتن ۾، اهو پولر الٽرافائن ذرات (جهڙوڪ SO42- ۽ NO3-) ڏانهن راغب ڪري سگهي ٿو.
هتي، اسان هڪ بايوڊيگريڊبل، اعلي ڪارڪردگي، نمي-پروف ۽ گهٽ پريشر ڊراپ ماسڪ فلٽر جي رپورٽ ڪريون ٿا، آساني سان دستياب ٿيل بايوڊيگريڊبل مواد تي ٻڌل آهي.جسماني sieving ۽ electrostatic adsorption جي ميلاپ جي ڪري، CsW-coated microfiber/nanofiber integrated فلٽر وٽ PM2.5 هٽائڻ جي اعلي ڪارڪردگي آهي (98٪ تائين)، ۽ ساڳئي وقت، وڌ ۾ وڌ پريشر ڦوٽو ٿلهي فلٽر تي آهي. صرف اهو 59 Pa آهي، انساني سانس لاء مناسب.N95 ڪمرشل فلٽر جي نمايان ڪارڪردگيءَ جي گھٽتائي جي مقابلي ۾، ھي فلٽر PM ختم ڪرڻ جي ڪارڪردگيءَ جي گھٽتائي جي نقص کي نمايان ڪري ٿو (<1%) جيتوڻيڪ مڪمل طور تي گلي ھجي، مستقل CsW چارج جي ڪري.ان کان علاوه، اسان جا فلٽر 4 هفتن اندر ٺهيل مٽيءَ ۾ مڪمل طور تي بايوڊيگريڊبل هوندا آهن.ٻين مطالعي جي مقابلي ۾ ساڳئي مفهومن سان، جنهن ۾ فلٽر حصو بايوڊيگريڊبل مواد مان ٺهيل آهي، يا ممڪن بايوپوليمر غير اڻيل ايپليڪيشنن ۾ محدود ڪارڪردگي ڏيکاري ٿو، [6] هي فلٽر سڌو سنئون ڏيکاري ٿو بايوڊيگراڊيبلٽي جي ترقي يافته خاصيتن (مووي S1، سپورٽ معلومات).
جانس جھلي فلٽر جي جزو جي طور تي، نانوفائبر ۽ سپر فائن فائبر پي بي ايس ميٽ پهريون ڀيرو تيار ڪيا ويا.تنهن ڪري، 11٪ ۽ 12٪ PBS حل اليڪٽررو اسپن ٺاهيا ويا نانوميٽر ۽ مائڪرو ميٽر فائبر پيدا ڪرڻ لاء، انهن جي ويسڪوسيٽي ۾ فرق جي ڪري.[7] حل جي خاصيتن جي تفصيلي ڄاڻ ۽ بهتر برقي اسپننگ حالتن جي جدول S1 ۽ S2 ۾ ڏنل آهن، معاون معلومات ۾.جيئن ته اسپن فائبر ۾ اڃا تائين بقايا محلول شامل آهي، هڪ عام اليڪٽررو اسپننگ ڊيوائس ۾ اضافي واٽر ڪوگيوليشن باٿ شامل ڪيو ويو آهي، جيئن تصوير 2a ۾ ڏيکاريل آهي.ان کان علاوه، پاڻي جي غسل پڻ فريم استعمال ڪري سگھي ٿو گڏ ڪرڻ لاء ٺهيل خالص PBS فائبر چٽ، جيڪو روايتي سيٽنگ ۾ مضبوط ميٽرڪس کان مختلف آهي (شڪل 2b).[7] مائڪرو فائيبر ۽ نانوفائبر ميٽ جو سراسري فائبر قطر بالترتيب 2.25 ۽ 0.51 µm آهن، ۽ سراسري پور قطر آهن 13.1 ۽ 3.5 µm، ترتيب سان (شڪل 2c، ڊي).جيئن ته 9:1 ڪلوروفارم/ايٿانول محلول نوزل مان نڪرڻ کان پوءِ تيزي سان بخار ٿي ويندو آهي، 11 ۽ 12 wt٪ محلولن جي وچ ۾ ويسڪوسيٽي فرق تيزيءَ سان وڌي ٿو (شڪل S1، معاون معلومات).[7] تنهن ڪري، صرف 1 wt٪ جي ڪنسنٽريشن فرق فائبر جي قطر ۾ هڪ اهم تبديلي آڻي سگهي ٿو.
فلٽر جي ڪارڪردگي کي جانچڻ کان اڳ (شڪل S2، معاون معلومات)، مختلف فلٽرن کي معقول طور تي موازنہ ڪرڻ لاء، معياري موٽن جي اليڪٽررو اسپن غير وونز ٺاهيا ويا، ڇاڪاڻ ته ٿلهي هڪ اهم عنصر آهي جيڪو فلٽر ڪارڪردگي جي دٻاء جي فرق ۽ فلٽريشن ڪارڪردگي کي متاثر ڪري ٿو.جيئن ته نان اوون نرم ۽ سڪل هوندا آهن، ان ڪري اليڪٽررو اسپن غير وونز جي ٿلهي جو سڌو اندازو لڳائڻ مشڪل آهي.ڪپڙي جي ٿلهي عام طور تي مٿاڇري جي کثافت جي تناسب آهي (وزن في يونٽ ايراضي، بنياد وزن).تنهن ڪري، هن مطالعي ۾، اسان بنيادي وزن (gm-2) استعمال ڪندا آهيون ٿلهي جي هڪ مؤثر انداز جي طور تي.[8] ٿلهي کي اليڪٽررو اسپننگ ٽائيم تبديل ڪندي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي، جيئن تصوير 2e ۾ ڏيکاريل آهي.جيئن گھمڻ جو وقت 1 منٽ کان 10 منٽن تائين وڌي ٿو، تيئن مائڪ فائبر ميٽ جي ٿلهي 0.2، 2.0، 5.2، ۽ 9.1 gm-2 تائين وڌي ٿي.ساڳيء طرح، nanofiber چٽ جي ٿلهي کي وڌايو ويو 0.2، 1.0، 2.5، ۽ 4.8 gm-2، ترتيب سان.Microfiber ۽ nanofiber mats انهن جي ٿلهي جي قدرن (gm-2) جي لحاظ کان نامزد ڪيا ويا آهن: M0.2، M2.0، M5.2 ۽ M9.1، ۽ N0.2، N1.0، N2.5 ۽ N4. 8.
هوائي پريشر فرق (ΔP) پوري نموني جو فلٽر ڪارڪردگي جو هڪ اهم اشارو آهي.[9] فلٽر ذريعي ساهه کڻڻ هڪ تيز پريشر ڊراپ سان استعمال ڪندڙ لاءِ ناگوار آهي.قدرتي طور تي، اهو مشاهدو ڪيو ويو آهي ته دٻاء جي گھٽتائي وڌائي ٿي جيئن فلٽر جي ٿلهي وڌندي آهي، جيئن تصوير S3 ۾ ڏيکاريل آهي، سپورٽ معلومات.نانوفائبر ميٽ (N4.8) مائيڪرو فائبر (M5.2) چٽ جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ پريشر ڊراپ ڏيکاري ٿو نسبتا ٿلهي تي ڇاڪاڻ ته نانوفائبر ميٽ ۾ ننڍا سوراخ آهن.جيئن ته هوا فلٽر مان 0.5 ۽ 13.2 ms-1 جي رفتار سان گذري ٿي، ٻن مختلف قسمن جي فلٽرن جو پريشر ڊراپ بتدريج 101 Pa کان 102 Pa تائين وڌي ٿو. ٿلهي کي بهتر ڪيو وڃي ته جيئن پريشر ڊراپ ۽ PM هٽائڻ ۾ توازن پيدا ٿئي. ڪارڪردگي1.0 ms-1 جي هوا جي رفتار مناسب آهي ڇاڪاڻ ته انسان کي وات ذريعي ساهه کڻڻ ۾ لڳ ڀڳ 1.3 ms-1 آهي.[10] ان سلسلي ۾، M5.2 ۽ N4.8 جو پريشر ڊراپ 1.0 ms-1 (50 Pa کان گهٽ) جي هوا جي رفتار تي قابل قبول آهي (شڪل S4، معاون معلومات).مهرباني ڪري نوٽ ڪريو ته N95 جو پريشر ڊراپ ۽ ساڳي ڪورين فلٽر معيار (KF94) ماسڪ بالترتيب 50 کان 70 Pa آهي.وڌيڪ CsW پروسيسنگ ۽ مائڪرو/نانو فلٽر انضمام هوا جي مزاحمت کي وڌائي سگھي ٿو؛تنهن ڪري، پريشر ڊراپ مارجن مهيا ڪرڻ لاءِ، اسان M5.2 ۽ N4.8 جو تجزيو ڪرڻ کان اڳ N2.5 ۽ M2.0 جو تجزيو ڪيو.
1.0 ms-1 جي ٽارگيٽ هوا جي رفتار تي، PM1.0، PM2.5، ۽ PM10 جي هٽائڻ واري ڪارڪردگي PBS microfiber ۽ nanofiber mats جي بغير جامد چارج جي اڀياس ڪئي وئي (شڪل S5، سپورٽ معلومات).اهو ڏٺو ويو آهي ته PM هٽائڻ جي ڪارڪردگي عام طور تي ٿلهي ۽ PM سائيز ۾ اضافو سان وڌي ٿي.N2.5 جي هٽائڻ واري ڪارڪردگي M2.0 کان بهتر آهي ان جي ننڍڙن سوراخن جي ڪري.PM1.0، PM2.5 ۽ PM10 لاءِ M2.0 جي هٽائڻ واري ڪارڪردگي بالترتيب 55.5٪، 64.6٪ ۽ 78.8٪ هئا، جڏهن ته N2.5 جا ساڳيا قدر 71.9٪، 80.1٪ ۽ 89.6٪ هئا (شڪل 2f).اسان ڏٺو ته M2.0 ۽ N2.5 جي وچ ۾ ڪارڪردگي ۾ سڀ کان وڏو فرق PM1.0 آهي، جنهن مان ظاهر ٿئي ٿو ته مائڪرو فائيبر ميش جي جسماني ڇڪڻ مائڪروون-سطح PM لاءِ اثرائتو آهي، پر نانو-سطح PM لاءِ اثرائتو نه آهي (شڪل. S6، معاون معلومات).، M2.0 ۽ N2.5 ٻئي ڏيکارين ٿا گهٽ PM پڪڙڻ جي صلاحيت 90٪ کان گهٽ.ان کان علاوه، N2.5 M2.0 جي ڀيٽ ۾ مٽيءَ لاءِ وڌيڪ حساس ٿي سگھي ٿو، ڇاڪاڻ ته مٽي جا ذرڙا آساني سان N2.5 جي ننڍڙن سوراخن کي بلاڪ ڪري سگهن ٿا.جامد چارج جي غير موجودگيءَ ۾، فزيڪل سيونگ ان جي قابليت ۾ محدود هوندي آهي ته جيئن گهربل پريشر ڊراپ ۽ هٽائڻ واري ڪارڪردگيءَ کي هڪ ئي وقت حاصل ڪري سگهجي، ڇاڪاڻ ته انهن جي وچ ۾ واپاري لاڳاپن جي ڪري.
Electrostatic adsorption PM کي موثر انداز ۾ پڪڙڻ لاءِ سڀ کان وڏي پيماني تي استعمال ٿيل طريقو آهي.[11] عام طور تي، جامد چارج زبردستي غير اڻيل فلٽر تي لاڳو ڪيو ويندو آهي هڪ اعلي توانائي واري برقي فيلڊ ذريعي؛جڏهن ته، هي جامد چارج آساني سان خشڪ حالتن ۾ ختم ٿي ويندو آهي، جنهن جي نتيجي ۾ PM پڪڙڻ جي صلاحيت ختم ٿي ويندي آهي.[4] اليڪٽررو اسٽيٽڪ فلٽريشن لاءِ بايو بيسڊ مواد جي طور تي، اسان متعارف ڪرايو 200 nm ڊگهو ۽ 40 nm ويڪر CsW؛انهن جي امونيم گروپن ۽ پولر امائيڊ گروپن جي ڪري، اهي نانو وسڪرز مستقل ڪيشنڪ چارجن تي مشتمل آهن.CsW جي مٿاڇري تي موجود مثبت چارج ان جي zeta امڪاني (ZP) جي نمائندگي ڪري ٿو؛CsW 4.8 جي pH سان پاڻي ۾ پکڙيل آهي، ۽ انهن جي ZP کي +49.8 mV ملي ٿو (شڪل S7، سپورٽ معلومات).
CsW-coated PBS microfibers (ChMs) ۽ nanofibers (ChNs) 0.2 wt% CsW واٽر ڊسپيسرشن ۾ سادي ڊپ ڪوٽنگ ذريعي تيار ڪيا ويا، جيڪا PBS فائبر جي مٿاڇري تي CsWs جي وڌ ۾ وڌ مقدار کي ڳنڍڻ لاءِ مناسب ڪنسنٽريشن آهي، جيئن ڏيکاريل آهي شڪل 3a ۽ شڪل S8 ۾ ڏيکاريل آھي، معاون معلومات.نائٽروجن توانائي منتشر ايڪس ري اسپيڪٽروڪوپي (EDS) تصوير ڏيکاري ٿي ته PBS فائبر جي مٿاڇري تي هڪجهڙائي سان CsW ذرڙن سان ڍڪيل آهي، جيڪا پڻ اسڪيننگ اليڪٽران مائڪرو اسڪوپ (SEM) تصوير ۾ ظاهر ٿئي ٿي (شڪل 3b؛ شڪل S9، معاون معلومات) .ان کان علاوه، هي ڪوٽنگ جو طريقو چارج ٿيل نانوميٽريز کي قابل بنائي ٿو فائبر جي مٿاڇري کي عمدي طور تي لپيٽڻ، ان ڪري اليڪٽررو اسٽيٽڪ PM هٽائڻ جي صلاحيت کي وڌائي ٿو (Figure S10، معاون معلومات).
ChM ۽ ChN جي PM هٽائڻ واري ڪارڪردگي جو اڀياس ڪيو ويو (شڪل 3c).M2.0 ۽ N2.5 ترتيب سان ChM2.0 ۽ ChN2.5 پيدا ڪرڻ لاءِ CsW سان گڏ ڪيا ويا.PM1.0، PM2.5 ۽ PM10 لاءِ ChM2.0 جي هٽائڻ واري ڪارڪردگي ترتيبوار 70.1٪، 78.8٪ ۽ 86.3٪ هئا، جڏهن ته ChN2.5 جا ساڳيا قدر 77.0٪، 87.7٪ ۽ 94.6٪ هئا.CsW ڪوٽنگ M2.0 ۽ N2.5 جي هٽائڻ واري ڪارڪردگي کي تمام گهڻو بهتر بڻائي ٿو، ۽ ٿورڙي ننڍڙن PM لاءِ ڏٺو ويو اثر وڌيڪ اهم آهي.خاص طور تي، chitosan nanowhiskers M2.0 جي PM0.5 ۽ PM1.0 جي هٽائڻ واري ڪارڪردگي کي ترتيب سان 15٪ ۽ 13٪ وڌايو (شڪل S11، سپورٽ معلومات).جيتوڻيڪ M2.0 ننڍي PM1.0 کي خارج ڪرڻ ڏکيو آهي ڇاڪاڻ ته ان جي نسبتا وسيع فائبرل اسپيسنگ (شڪل 2c) جي ڪري، ChM2.0 PM1.0 کي جذب ڪري ٿو ڇاڪاڻ ته CsWs ۾ ڪيشنز ۽ امائيڊس آئن-آئن مان گذري ٿو، قطب-آئن جي رابطي کي گڏ ڪندي. ، ۽ مٽيءَ سان ڊيپول-ڊائپول رابطي.ان جي CsW ڪوٽنگ جي ڪري، ChM2.0 ۽ ChN2.5 جي PM هٽائڻ واري ڪارڪردگي ايتري وڌيڪ آهي جيتري ٿلهي M5.2 ۽ N4.8 (ٽيبل S3، معاون معلومات).
دلچسپ ڳالهه اها آهي ته، جيتوڻيڪ PM هٽائڻ جي ڪارڪردگي تمام گهڻو بهتر آهي، CsW ڪوٽنگ مشڪل سان دٻاء جي دٻاء کي متاثر ڪري ٿو.ChM2.0 ۽ ChN2.5 جو پريشر ڊراپ ٿورو وڌي ويو 15 ۽ 23 Pa، M5.2 ۽ N4.8 لاءِ ڏٺو ويو لڳ ڀڳ اڌ واڌ (Figure 3d؛ Table S3، معاون معلومات).تنهن ڪري، بايو-بنياد مواد سان ڪوٽنگ هڪ مناسب طريقو آهي ٻن بنيادي فلٽرن جي ڪارڪردگي گهرجن کي پورو ڪرڻ لاءِ؛اهو آهي، PM هٽائڻ جي ڪارڪردگي ۽ هوائي دٻاء جو فرق، جيڪي هڪ ٻئي سان خاص آهن.جڏهن ته، ChM2.0 ۽ ChN2.5 جي PM1.0 ۽ PM2.5 کي هٽائڻ واري ڪارڪردگي ٻئي 90٪ کان گهٽ آهن؛ظاهر آهي، هن ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ جي ضرورت آهي.
هڪ مربوط فلٽريشن سسٽم ڪيترن ئي جھلين تي مشتمل آهي جنهن سان بتدريج تبديل ٿيندڙ فائبر جي قطرن ۽ پورن جي سائزن کي مٿين مسئلن کي حل ڪري سگھي ٿو [12].مربوط ايئر فلٽر ۾ ٻه مختلف نانوفائبرز ۽ سپر فائن فائبر نيٽ جا فائدا آهن.ان سلسلي ۾، ChM ۽ ChN صرف انٽيگريٽيڊ فلٽر (Int-MNs) پيدا ڪرڻ لاءِ اسٽيڪ ٿيل آھن.مثال طور، Int-MN4.5 ChM2.0 ۽ ChN2.5 استعمال ڪندي تيار ڪيو ويو آهي، ۽ ان جي ڪارڪردگيءَ جو مقابلو ChN4.8 ۽ ChM5.2 سان ڪيو ويو آهي، جن جي ايراضيءَ جي کثافت ساڳي آهي (يعني ٿلهي).PM هٽائڻ واري ڪارڪردگي جي تجربي ۾، Int-MN4.5 جي الٽرا فائن فائبر سائڊ کي مٽيءَ واري ڪمري ۾ بي نقاب ڪيو ويو ڇاڪاڻ ته الٽرا فائن فائبر سائڊ نانوفائبر سائڊ جي ڀيٽ ۾ بند ٿيڻ لاءِ وڌيڪ مزاحمتي هو.جيئن تصوير 4a ۾ ڏيکاريل آهي، Int-MN4.5 ڏيکاري ٿو بهتر PM هٽائڻ جي ڪارڪردگي ۽ دٻاءُ جو فرق ٻن واحد جزو فلٽرن کان، 37 Pa جي پريشر ڊراپ سان، جيڪو ChM5.2 جي برابر آهي ۽ ChM5.2 ChN4 کان گهڻو گهٽ آهي.8. ان کان علاوه، Int-MN4.5 جي PM1.0 هٽائڻ واري ڪارڪردگي 91٪ آهي (شڪل 4b).ٻئي طرف، ChM5.2 اهڙي اعليٰ PM1.0 کي هٽائڻ واري ڪارڪردگيءَ کي نه ڏيکاريو ڇاڪاڻ ته ان جا پورز Int-MN4.5 کان وڏا آهن.
پوسٽ ٽائيم: نومبر-03-2021
