කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
උසස් ද්රව්ය සහ රසායනික ඉංජිනේරු විද්‍යාව, විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්වවිද්‍යාලය (UST), Daejeon, 34113 කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
උසස් ද්රව්ය සහ රසායනික ඉංජිනේරු විද්‍යාව, විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්වවිද්‍යාලය (UST), Daejeon, 34113 කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
උසස් ද්රව්ය සහ රසායනික ඉංජිනේරු විද්‍යාව, විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්වවිද්‍යාලය (UST), Daejeon, 34113 කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
උසස් ද්රව්ය සහ රසායනික ඉංජිනේරු විද්‍යාව, විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්වවිද්‍යාලය (UST), Daejeon, 34113 කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
උසස් ද්රව්ය සහ රසායනික ඉංජිනේරු විද්‍යාව, විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්වවිද්‍යාලය (UST), Daejeon, 34113 කොරියානු ජනරජය
කොරියානු රසායනික තාක්ෂණ ආයතනය (KRICT) ජෛව පදනම් රසායන පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය, උල්සාන්, 44429, කොරියානු ජනරජය
උසස් ද්රව්ය සහ රසායනික ඉංජිනේරු විද්‍යාව, විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්වවිද්‍යාලය (UST), Daejeon, 34113 කොරියානු ජනරජය
මෙම ලිපියේ සම්පූර්ණ පිටපත ඔබේ මිතුරන් සහ සගයන් සමඟ බෙදා ගැනීමට පහත සබැඳිය භාවිතා කරන්න.තවත් හදාරන්න.
කොරෝනා වයිරස් වසංගතය සහ වාතයේ ඇති අංශු ද්රව්ය (PM) සම්බන්ධ ගැටළු හේතුවෙන්, වෙස් මුහුණු සඳහා ඇති ඉල්ලුම ඝාතීය ලෙස වර්ධනය වී තිබේ.කෙසේ වෙතත්, ස්ථිතික විදුලිය සහ නැනෝ පෙරනයක් මත පදනම් වූ සාම්ප්‍රදායික මාස්ක් ෆිල්ටර සියල්ලම ඉවත දැමිය හැකි, දිරාපත් නොවන හෝ ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ හැකි ඒවා වන අතර එමඟින් බරපතල අපද්‍රව්‍ය ගැටලු ඇති වේ.මීට අමතරව, පළමුවැන්න තෙත් තත්ව යටතේ එහි ක්‍රියාකාරිත්වය නැති වී යන අතර දෙවැන්න සැලකිය යුතු වායු පීඩන පහත වැටීමක් සමඟ ක්‍රියාත්මක වන අතර සාපේක්ෂව වේගවත් සිදුරු අවහිර වීම සිදුවනු ඇත.මෙහිදී, ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි, තෙතමනය-ප්‍රතිරෝධී, ඉහළ හුස්ම ගත හැකි, ඉහළ ක්‍රියාකාරී තන්තු ආවරණ පෙරහනක් නිපදවා ඇත.කෙටියෙන් කිවහොත්, ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි අල්ට්‍රාෆයින් තන්තු දෙකක් සහ නැනෝ ෆයිබර් පැදුරු Janus membrane ෆිල්ටරයට අනුකලනය කර ඇති අතර, පසුව cationically charged chitosan nanowhiskers වලින් ආලේප කර ඇත.මෙම ෆිල්ටරය වාණිජ N95 ෆිල්ටරය තරම් කාර්යක්ෂම වන අතර 2.5 µm PM වලින් 98.3% ඉවත් කළ හැක.නැනෝ තන්තු සියුම් අංශු භෞතිකව තිරගත කරන අතර අල්ට්‍රාෆයින් තන්තු මගින් මිනිස් හුස්ම ගැනීම සඳහා සුදුසු 59 Pa හි අඩු පීඩන වෙනසක් සපයයි.තෙතමනයට නිරාවරණය වන විට වාණිජ N95 ෆිල්ටරවල ක්‍රියාකාරීත්වයේ තියුනු පහත වැටීමට පටහැනිව, මෙම ෆිල්ටරයේ කාර්ය සාධන අලාභය නොසැලකිය හැකිය, එබැවින් චිටෝසන් හි ස්ථිර ඩයිපෝලය අල්ට්‍රාෆයින් පීඑම් (උදාහරණයක් ලෙස නයිට්‍රජන්) අවශෝෂණය කරන බැවින් එය කිහිප වතාවක් භාවිතා කළ හැකිය.සහ සල්ෆර් ඔක්සයිඩ්).මෙම පෙරහන සති 4 ක් ඇතුළත කොම්පෝස්ට් පසෙහි සම්පූර්ණයෙන්ම දිරාපත් වීම වැදගත් වේ.
වර්තමාන පෙර නොවූ විරූ කොරෝනා වයිරස් වසංගතය (COVID-19) වෙස් මුහුණු සඳහා විශාල ඉල්ලුමක් ඇති කරයි.[1] ලෝක සෞඛ්‍ය සංවිධානය (WHO) ඇස්තමේන්තු කරන්නේ මේ වසරේ සෑම මසකම වෛද්‍ය වෙස් මුහුණු මිලියන 89 ක් අවශ්‍ය බවයි.[1] සෞඛ්‍ය සේවා වෘත්තිකයන්ට ඉහළ කාර්යක්ෂම N95 වෙස් මුහුණු අවශ්‍ය වනවා පමණක් නොව, සියලුම පුද්ගලයන් සඳහා පොදු කාර්ය වෙස් මුහුණු මෙම ශ්වසන බෝවන රෝගය වැළැක්වීම සඳහා අත්‍යවශ්‍ය දෛනික උපකරණ බවට පත් වී ඇත.[1] මීට අමතරව, අදාළ අමාත්‍යාංශ සෑම දිනකම ඉවත දැමිය හැකි වෙස් මුහුණු භාවිතා කිරීම දැඩි ලෙස නිර්දේශ කරයි, [1] මෙය විශාල වෙස්මුහුණු අපද්‍රව්‍ය සම්බන්ධ පාරිසරික ගැටළු වලට තුඩු දී ඇත.
අංශු ද්රව්ය (PM) දැනට වඩාත්ම ගැටලුකාරී වායු දූෂණ ගැටලුව වන බැවින්, මුහුණු ආවරණ පුද්ගලයන්ට ලබා ගත හැකි වඩාත්ම ඵලදායී ප්‍රතිප්‍රහාර බවට පත්ව ඇත.PM අංශු ප්‍රමාණය (පිළිවෙලින් 2.5 සහ 10μm) අනුව PM2.5 සහ PM10 ලෙස බෙදී ඇති අතර එය ස්වභාවික පරිසරයට [2] සහ විවිධ ආකාරවලින් මිනිස් ජීවිතයේ ගුණාත්මක භාවයට බරපතල ලෙස බලපායි.[2] සෑම වසරකම, PM මරණ මිලියන 4.2 ක් සහ ආබාධිත ජීවිත වසර මිලියන 103.1 ක් සකස් කරයි.[2] PM2.5 සෞඛ්‍යයට විශේෂයෙන් බරපතල තර්ජනයක් වන අතර එය නිල වශයෙන් I කාණ්ඩයේ පිළිකා කාරකයක් ලෙස නම් කර ඇත.[2] එබැවින්, වායු පාරගම්යතාව සහ PM ඉවත් කිරීම සම්බන්ධයෙන් කාර්යක්ෂම මාස්ක් ෆිල්ටරයක් පර්යේෂණ කිරීම සහ සංවර්ධනය කිරීම කාලෝචිත සහ වැදගත් වේ.[3]
සාමාන්‍යයෙන් කථා කිරීම, සම්ප්‍රදායික තන්තු පෙරහන් විවිධ ආකාර දෙකකින් PM ග්‍රහණය කරයි: නැනෝ තන්තු මත පදනම් වූ භෞතික පෙරීම සහ ක්ෂුද්‍ර තන්තු මත පදනම් වූ විද්යුත් ස්ථිතික අවශෝෂණය (රූපය 1a).නැනෝ ෆයිබර් මත පදනම් වූ ෆිල්ටර භාවිතය, විශේෂයෙන්ම ඉලෙක්ට්‍රොස්පන් නැනෝ ෆයිබර් මැට්, PM ඉවත් කිරීම සඳහා ඵලදායී උපාය මාර්ගයක් බව ඔප්පු වී ඇත, එය පුළුල් ද්රව්ය ලබා ගැනීමේ සහ පාලනය කළ හැකි නිෂ්පාදන ව්‍යුහයේ ප්‍රතිඵලයකි.[3] නැනෝ ෆයිබර් පැදුරට ඉලක්කගත ප්‍රමාණයේ අංශු ඉවත් කළ හැකි අතර එය අංශු සහ සිදුරු අතර ප්‍රමාණයේ වෙනස නිසා ඇතිවේ.[3] කෙසේ වෙතත්, නැනෝ-පරිමාණ තන්තු අතිශය කුඩා සිදුරු සෑදීම සඳහා ඝන ලෙස ගොඩගැසීමට අවශ්‍ය වන අතර, ඒ ආශ්‍රිත අධි පීඩන වෙනස හේතුවෙන් සුව පහසු මිනිස් හුස්ම ගැනීමට හානිකර වේ.මීට අමතරව, කුඩා සිදුරු අනිවාර්යයෙන්ම සාපේක්ෂව ඉක්මනින් අවහිර කරනු ලැබේ.
අනෙක් අතට, දියවී ගිය අතිශය සියුම් තන්තු මැට් අධි ශක්ති විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයකින් විද්යුත් ස්ථිතිකව ආරෝපණය වන අතර ඉතා කුඩා අංශු විද්යුත් ස්ථිතික adsorption මගින් ග්‍රහණය කර ගනී.[4] නියෝජිත උදාහරණයක් ලෙස, N95 ශ්වසන යන්ත්‍රය අංශු පෙරීමේ මුහුණු ආවරණ ශ්වසන යන්ත්‍රයක් වන අතර එය ජාතික වෘත්තීය ආරක්ෂාව සහ සෞඛ්‍ය ආයතනයේ අවශ්යතා සපුරාලන්නේ එයට අවම වශයෙන් වාතයේ අංශු වලින් 95% ක් වත් පෙරීමට හැකි බැවිනි.සාමාන්‍යයෙන් SO42− සහ NO3− වැනි ඇනොනික් ද්රව්ය වලින් සමන්විත මෙම වර්ගයේ පෙරහන, ප්‍රබල විද්යුත් ස්ථිතික ආකර්ෂණය හරහා අල්ට්‍රාෆයින් PM අවශෝෂණය කරයි.කෙසේ වෙතත්, තන්තු මැට්ටේ මතුපිට ඇති ස්ථිතික ආරෝපණය තෙතමනය සහිත පරිසරයක පහසුවෙන් විසුරුවා හරිනු ලැබේ, එනම් තෙතමනය සහිත මිනිස් හුස්ම ගැනීමේදී [4] එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අවශෝෂණ ධාරිතාව අඩු වේ.
පෙරීමේ කාර්ය සාධනය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා හෝ ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ පීඩන පහත වැටීම අතර වෙළඳාම විසඳීම සඳහා, නැනෝ ෆයිබර් සහ මයික්‍රෝ ෆයිබර් මත පදනම් වූ පෙරහන් කාබන් ද්රව්ය, ලෝහ කාබනික රාමු සහ PTFE නැනෝ අංශු වැනි ඉහළ-k ද්රව්ය සමඟ ඒකාබද්ධ වේ.[4] කෙසේ වෙතත්, මෙම ආකලනවල අවිනිශ්චිත ජීව විද්‍යාත්මක විෂ බව සහ ආරෝපණ විසුරුවා හැරීම තවමත් නොවැළැක්විය හැකි ගැටළු වේ.[4] විශේෂයෙන්ම, මෙම සාම්ප්‍රදායික ෆිල්ටර වර්ග දෙක සාමාන්‍යයෙන් දිරාපත් නොවන බැවින් ඒවා අවසානයේ කුණු ගොඩවල් වල වළලනු ඇත හෝ භාවිතයෙන් පසු පුළුස්සා දමනු ලැබේ.එබැවින්, මෙම අපද්‍රව්‍ය ගැටළු විසඳීම සඳහා වැඩිදියුණු කළ මාස්ක් ෆිල්ටර සංවර්ධනය කිරීම සහ ඒ සමඟම සතුටුදායක හා බලවත් ආකාරයකින් PM ග්‍රහණය කර ගැනීම වැදගත් කාලීන අවශ්‍යතාවයකි.
ඉහත ගැටළු විසඳීම සඳහා, අපි බහු (බියුටිලීන් සූක්සිනේට්) පදනම් වූ (PBS මත පදනම් වූ)[5] මයික්‍රොෆයිබර් සහ නැනෝ ෆයිබර් මැට් සමඟ ඒකාබද්ධ වූ Janus membrane ෆිල්ටරයක් නිෂ්පාදනය කර ඇත.Janus membrane ෆිල්ටරය chitosan nano whiskers (CsWs) [5] (Figure 1b) වලින් ආලේප කර ඇත.අප කවුරුත් දන්නා පරිදි, PBS යනු විද්යුත් කරකැවීම හරහා අල්ට්‍රාෆයින් ෆයිබර් සහ නැනෝ ෆයිබර් වියන ලද නියෝජන කළ හැකි ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි බහුඅවයවයකි.නැනෝ පරිමාණ තන්තු භෞතිකව PM උගුලට හසු කර ගන්නා අතර ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ නැනෝ තන්තු පීඩන පහත වැටීම අඩු කර CsW රාමුවක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.Chitosan යනු ජෛව-පදනම් වූ ද්‍රව්‍යයක් වන අතර එය ජෛව අනුකූලතාව, ජෛව හායනය සහ සාපේක්ෂ අඩු විෂ සහිත [5] ඇතුළුව හොඳ ජීව විද්‍යාත්මක ගුණ ඇති බව ඔප්පු වී ඇති අතර එමඟින් පරිශීලකයින් අහම්බෙන් ආශ්වාස කිරීම හා සම්බන්ධ කාංසාව අඩු කළ හැකිය.[5] මීට අමතරව, chitosan හි කැටායන ස්ථාන සහ ධ්‍රැවීය ඇමයිඩ් කණ්ඩායම් ඇත.[5] තෙත් තත්ත්‍ව යටතේ වුවද, එයට ධ්‍රැවීය අල්ට්‍රාෆයින් අංශු (SO42- සහ NO3- වැනි) ආකර්ෂණය කර ගත හැක.
මෙහිදී, අපි පහසුවෙන් ලබා ගත හැකි ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි ද්රව්ය මත පදනම්ව ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි, ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක්, තෙතමනය-ප්‍රතිරෝධක සහ අඩු පීඩන පහත වැටීමේ ආවරණ පෙරහනක් වාර්තා කරමු.භෞතික පෙරීම සහ විද්යුත් ස්ථිතික අවශෝෂණ සංයෝජනය හේතුවෙන්, CsW-ආලේපිත මයික්‍රෝෆයිබර්/නැනෝ ෆයිබර් ඒකාබද්ධ පෙරහනට ඉහළ PM2.5 ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයක් (98% දක්වා) ඇති අතර, ඒ සමඟම, ඝනම පෙරහන මත උපරිම පීඩනය පහත වැටීම වේ. එය 59 Pa පමණි, මිනිස් හුස්ම ගැනීම සඳහා සුදුසු වේ.N95 වාණිජ පෙරහන මගින් ප්‍රදර්ශනය කරන ලද සැලකිය යුතු කාර්ය සාධන පිරිහීම හා සසඳන විට, මෙම පෙරණය ස්ථිර CsW ආරෝපණය හේතුවෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම තෙත් වූ විට පවා PM ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයේ (<1%) නොසැලකිය හැකි අලාභයක් පෙන්නුම් කරයි.මීට අමතරව, අපගේ පෙරහන් සති 4 ක් ඇතුළත කොම්පෝස්ට් පසෙහි සම්පූර්ණයෙන්ම ජෛව හායනයට ලක් වේ.සමාන සංකල්ප සහිත අනෙකුත් අධ්‍යයනයන් සමඟ සසඳන විට, පෙරහන කොටස ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි ද්රව්ය වලින් සමන්විත වන අතර, හෝ විභව biopolymer nonwoven යෙදුම්වල සීමිත කාර්ය සාධනයක් පෙන්නුම් කරයි, [6] මෙම පෙරහන සෘජුවම උසස් විශේෂාංග (චිත්‍රපටය S1, ආධාරක තොරතුරු) ජෛව හායනයට ලක් කරයි.
Janus membrane ෆිල්ටරයේ සංරචකයක් ලෙස, නැනෝ ෆයිබර් සහ සුපිරි ෆයිබර් PBS මැට් මුලින්ම සකස් කරන ලදී.එබැවින්, 11% සහ 12% PBS විසඳුම් ඒවායේ දුස්ස්රාවීතාවයේ වෙනස නිසා පිළිවෙලින් නැනෝමීටර සහ මයික්‍රොමීටර තන්තු නිපදවීමට ඉලෙක්ට්‍රොස්පුන් විය.[7] විසඳුම් ලක්ෂණ සහ ප්‍රශස්ත ඉලෙක්ට්‍රොස්පිං තත්වයන් පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක තොරතුරු ආධාරක තොරතුරු වල S1 සහ S2 වගු වල ලැයිස්තුගත කර ඇත.ස්පන් කරන ලද තන්තු තවමත් අවශේෂ ද්‍රාවකයක් අඩංගු බැවින්, රූප සටහන 2a හි පෙන්වා ඇති පරිදි, සාමාන්‍ය විද්යුත් කරකැවෙන උපාංගයකට අතිරේක ජල කැටි ගැසීමේ ස්නානය එකතු කරනු ලැබේ.මීට අමතරව, සාම්ප්‍රදායික සැකසුමෙහි ඝන න්‍යාසයට වඩා වෙනස් වන කැටි ගැසුණු පිරිසිදු PBS ෆයිබර් මැට් එකතු කිරීම සඳහා ජල ස්නානය ද රාමුව භාවිතා කළ හැකිය (රූපය 2b).[7] මයික්‍රො ෆයිබර් සහ නැනෝ ෆයිබර් මැට් වල සාමාන්‍ය තන්තු විෂ්කම්භය පිළිවෙලින් 2.25 සහ 0.51 µm වන අතර සාමාන්‍ය සිදුරු විෂ්කම්භය පිළිවෙලින් 13.1 සහ 3.5 µm වේ (රූපය 2c, d).9:1 ක්ලෝරෝෆෝම්/එතනෝල් ද්‍රාවකය තුණ්ඩයෙන් මුදා හැරීමෙන් පසු ඉක්මනින් වාෂ්ප වන බැවින්, 11 සහ 12 wt% ද්‍රාවණ අතර දුස්ස්රාවීතාවයේ වෙනස වේගයෙන් වැඩිවේ (රූපය S1, ආධාරක තොරතුරු).[7] එබැවින්, 1 wt% ක සාන්ද්‍රණ වෙනසක් පමණක් තන්තු විෂ්කම්භයෙහි සැලකිය යුතු වෙනසක් ඇති කළ හැක.
පෙරහන් කාර්ය සාධනය පරීක්ෂා කිරීමට පෙර (රූපය S2, ආධාරක තොරතුරු), විවිධ ෆිල්ටර සාධාරණ ලෙස සංසන්දනය කිරීම සඳහා, සම්මත thickness ණකම සහිත ඉලෙක්ට්‍රොස්පුන් නොබැඳි නිපදවන ලදී, මන්ද යත්, ෆිල්ටර් ක්‍රියාකාරිත්වයේ පීඩන වෙනස සහ පෙරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයට බලපාන වැදගත් සාධකයක් වන්නේ ඝණකමයි.වියන ලද ඒවා මෘදු හා සිදුරු සහිත බැවින්, විද්යුත් වියන ලද නොබැඳි ඝනකම කෙලින්ම තීරණය කිරීම අපහසුය.රෙදිවල ඝනකම සාමාන්‍යයෙන් මතුපිට ඝනත්වයට සමානුපාතික වේ (ඒකක ප්‍රදේශයකට බර, පාදක බර).එබැවින්, මෙම අධ්‍යයනයේ දී, අපි ඝනකමේ ඵලදායී මිනුමක් ලෙස පදනම් බර (gm-2) භාවිතා කරමු.[8] ඝනකම පාලනය කරනු ලබන්නේ රූප සටහන 2e හි දැක්වෙන පරිදි විද්යුත් කරකැවෙන කාලය වෙනස් කිරීමෙනි.කැරකෙන කාලය මිනිත්තු 1 සිට විනාඩි 10 දක්වා වැඩි වන විට, මයික්‍රොෆයිබර් මැට් වල ඝණකම පිළිවෙලින් 0.2, 2.0, 5.2 සහ 9.1 gm-2 දක්වා වැඩි වේ.එලෙසම නැනෝ ෆයිබර් පැදුරේ ඝනකම පිළිවෙලින් 0.2, 1.0, 2.5 සහ 4.8 gm-2 දක්වා වැඩි කරන ලදී.ක්ෂුද්‍ර ෆයිබර් සහ නැනෝ ෆයිබර් මැට් ඒවායේ ඝනකම අගයන් (gm-2) ලෙස නම් කර ඇත: M0.2, M2.0, M5.2 සහ M9.1, සහ N0.2, N1.0, N2.5 සහ N4. 8.
සම්පූර්ණ සාම්පලයේ වායු පීඩන වෙනස (ΔP) පෙරහන් කාර්ය සාධනය පිළිබඳ වැදගත් දර්ශකයකි.[9] අධි පීඩන පහත වැටීමක් සහිත පෙරහනක් හරහා හුස්ම ගැනීම පරිශීලකයාට අපහසු වේ.ස්වාභාවිකවම, ෆිල්ටරයේ ඝණකම වැඩි වන විට පීඩන පහත වැටීම වැඩි වන බව නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ, රූපය S3 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, ආධාරක තොරතුරු.නැනෝ ෆයිබර් මැට් (N4.8) මයික්‍රොෆයිබර් (M5.2) පැදුරට වඩා සංසන්දනාත්මක ඝනකමකින් වැඩි පීඩන පහත වැටීමක් පෙන්නුම් කරන්නේ නැනෝ ෆයිබර් පැදුරේ කුඩා සිදුරු ඇති බැවිනි.වාතය 0.5 සහ 13.2 ms-1 අතර වේගයකින් පෙරහන හරහා ගමන් කරන විට, විවිධ පෙරහන් වර්ග දෙකේ පීඩන පහත වැටීම ක්‍රමයෙන් 101 Pa සිට 102 Pa දක්වා වැඩි වේ. පීඩන පහත වැටීම සහ PM ඉවත් කිරීම සමතුලිත කිරීමට ඝණකම ප්‍රශස්ත කළ යුතුය. කාර්යක්ෂමතාව;මිනිසුන්ට මුඛයෙන් හුස්ම ගැනීමට ගතවන කාලය 1.3 ms-1 පමණ වන නිසා වායු ප්‍රවේගය 1.0 ms-1 සාධාරණ වේ.[10] මේ සම්බන්ධයෙන්, M5.2 සහ N4.8 හි පීඩන පහත වැටීම 1.0 ms-1 (50 Pa ට අඩු) වායු ප්‍රවේගයකදී පිළිගත හැකිය (රූපය S4, ආධාරක තොරතුරු).N95 සහ ඒ හා සමාන කොරියානු පෙරහන් සම්මත (KF94) වෙස් මුහුණු වල පීඩන පහත වැටීම පිළිවෙලින් 50 සිට 70 Pa දක්වා වන බව කරුණාවෙන් සලකන්න.තවදුරටත් CsW සැකසීම සහ ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ පෙරහන් ඒකාබද්ධ කිරීම මගින් වායු ප්‍රතිරෝධය වැඩි කළ හැක;එබැවින්, පීඩන පහත වැටීමේ ආන්තිකය සැපයීම සඳහා, අපි M5.2 සහ N4.8 විශ්ලේෂණය කිරීමට පෙර N2.5 සහ M2.0 විශ්ලේෂණය කළෙමු.
1.0 ms-1 හි ඉලක්කගත වායු ප්‍රවේගයකදී, PBS මයික්‍රොෆයිබර් සහ නැනෝ ෆයිබර් මැට් වල PM1.0, PM2.5 සහ PM10 ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව ස්ථිතික ආරෝපණයකින් තොරව අධ්‍යයනය කරන ලදී (රූපය S5, ආධාරක තොරතුරු).ඝනකම සහ PM ප්‍රමාණය වැඩිවීමත් සමඟ PM ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සාමාන්‍යයෙන් වැඩි වන බව නිරීක්ෂණය කෙරේ.N2.5 හි ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව එහි කුඩා සිදුරු නිසා M2.0 ට වඩා හොඳය.PM1.0, PM2.5 සහ PM10 සඳහා M2.0 හි ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 55.5%, 64.6% සහ 78.8% වන අතර N2.5 හි සමාන අගයන් 71.9%, 80.1% සහ 89.6% විය (රූපය 2f).M2.0 සහ N2.5 අතර කාර්යක්ෂමතාවයේ විශාලතම වෙනස PM1.0 බව අපි දුටුවෙමු, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ මයික්‍රෝෆයිබර් දැලෙහි භෞතික පෙරීම මයික්‍රෝන මට්ටමේ PM සඳහා ඵලදායී වන නමුත් නැනෝ මට්ටමේ PM සඳහා ඵලදායී නොවන බවයි (රූපය S6, උපකාරක තොරතුරු)., M2.0 සහ N2.5 දෙකම 90% ට වඩා අඩු PM අල්ලා ගැනීමේ හැකියාවක් පෙන්නුම් කරයි.මීට අමතරව, N2.5 M2.0 ට වඩා දූවිලි වලට ගොදුරු විය හැක, මන්ද දූවිලි අංශු N2.5 හි කුඩා සිදුරු පහසුවෙන් අවහිර කළ හැකිය.ස්ථිතික ආරෝපණයක් නොමැති තතු තුල, භෞතික පෙරීම ඔවුන් අතර ඇති වෙළඳ සම්බන්ධතාව නිසා එකවර අවශ්‍ය පීඩන පහත වැටීම සහ ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවය සාක්ෂාත් කර ගැනීමේ හැකියාව සීමා වේ.
විද්යුත් ස්ථිතික adsorption යනු PM කාර්යක්ෂමව ග්‍රහණය කර ගැනීමට බහුලව භාවිතා වන ක්‍රමයයි.[11] සාමාන්‍යයෙන්, අධි ශක්ති විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයක් හරහා වියන ලද නොවන පෙරහනට ස්ථිතික ආරෝපණ බලහත්කාරයෙන් යොදනු ලැබේ;කෙසේ වෙතත්, මෙම ස්ථිතික ආරෝපණය තෙත් තත්ව යටතේ පහසුවෙන් විසුරුවා හැරිය හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස PM ග්‍රහණය කිරීමේ හැකියාව නැති වේ.[4] විද්යුත් ස්ථිතික පෙරීම සඳහා ජෛව පාදක ද්‍රව්‍යයක් ලෙස, අපි 200 nm දිග සහ 40 nm පළල CsW හඳුන්වා දුන්නෙමු;ඔවුන්ගේ ඇමෝනියම් කාණ්ඩ සහ ධ්‍රැවීය ඇමයිඩ් කාණ්ඩ හේතුවෙන්, මෙම නැනෝ වයිස්කර්වල ස්ථිර කැටායන ආරෝපණ අඩංගු වේ.CsW මතුපිට පවතින ධන ආරෝපණය එහි zeta විභවය (ZP) මගින් නිරූපණය කෙරේ;CsW pH අගය 4.8 ක් සහිත ජලයේ විසිරී ඇති අතර, ඒවායේ ZP +49.8 mV (Figure S7, ආධාරක තොරතුරු) දක්නට ලැබේ.
CsW-ආලේපිත PBS microfibers (ChMs) සහ nanofibers (ChNs) 0.2 wt% CsW ජල විසරණයේ සරල ඩිප් ආලේපනයක් මගින් සකස් කරන ලදී, එය PBS තන්තු මතුපිටට උපරිම CsWs ප්‍රමාණය ඇමිණීමට සුදුසු සාන්ද්‍රණය වේ. රූප සටහන 3a සහ S8 රූපයේ පෙන්වා ඇත, උපකාරක තොරතුරු.නයිට්‍රජන් ශක්ති විසරණ X-කිරණ වර්ණාවලීක්ෂ (EDS) රූපය පෙන්නුම් කරන්නේ PBS තන්තු වල මතුපිට CsW අංශු වලින් ඒකාකාරව ආලේප කර ඇති බවයි, එය ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂයේ (SEM) රූපයේ ද පැහැදිලි වේ (රූපය 3b; Figure S9, ආධාරක තොරතුරු) .මීට අමතරව, මෙම ආෙල්පන ක්‍රමය මඟින් ආරෝපිත නැනෝ ද්රව්ය තන්තු මතුපිට සියුම් ලෙස ඔතා ගැනීමට හැකි වන අතර එමඟින් විද්යුත් ස්ථිතික PM ඉවත් කිරීමේ හැකියාව උපරිම කරයි (රූපය S10, ආධාරක තොරතුරු).
ChM සහ ChN හි PM ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව අධ්‍යයනය කරන ලදී (රූපය 3c).M2.0 සහ N2.5 පිළිවෙලින් ChM2.0 සහ ChN2.5 නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා CsW සමඟ ආලේප කරන ලදී.PM1.0, PM2.5 සහ PM10 සඳහා ChM2.0 හි ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 70.1%, 78.8% සහ 86.3% වන අතර ChN2.5 හි සමාන අගයන් පිළිවෙලින් 77.0%, 87.7% සහ 94.6% විය.CsW ආෙල්පනය M2.0 සහ N2.5 ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කරයි, සහ තරමක් කුඩා PM සඳහා නිරීක්ෂණය කරන ලද බලපෑම වඩාත් වැදගත් වේ.විශේෂයෙන්ම, chitosan nanowhiskers විසින් M2.0′s PM0.5 සහ PM1.0 ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙළින් 15% සහ 13% කින් වැඩි කරන ලදී (රූපය S11, ආධාරක තොරතුරු).M2.0 එහි සාපේක්ෂ පුළුල් ෆයිබ්‍රිල් පරතරය නිසා කුඩා PM1.0 බැහැර කිරීම අපහසු වුවද (රූපය 2c), CsWs හි ඇති කැටායන සහ ඇමයිඩ ධ්‍රැව-අයන අන්තර්ක්‍රියා සම්බන්ධ කරමින් අයන-අයන හරහා ගමන් කරන බැවින් ChM2.0 PM1.0 අවශෝෂණය කරයි. , සහ දූවිලි සමග dipole-dipole අන්තර්ක්‍රියා.එහි CsW ආලේපනය හේතුවෙන්, ChM2.0 සහ ChN2.5 හි PM ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව ඝන M5.2 සහ N4.8 (වගුව S3, ආධාරක තොරතුරු) තරම් ඉහළය.
PM ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවය බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කර ඇතත්, CsW ආලේපනය පීඩනය පහත වැටීමට කිසිසේත්ම බලපාන්නේ නැත.ChM2.0 සහ ChN2.5 හි පීඩන පහත වැටීම 15 සහ 23 Pa දක්වා තරමක් වැඩි විය, M5.2 සහ N4.8 සඳහා අඩකට ආසන්න වැඩිවීමක් නිරීක්ෂණය විය (රූපය 3d; වගුව S3, ආධාරක තොරතුරු).එබැවින්, මූලික පෙරහන් දෙකක කාර්ය සාධන අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා ජෛව-පාදක ද්රව්ය සමඟ ආලේපනය සුදුසු ක්රමයකි;එනම්, PM ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ වායු පීඩන වෙනස, අන්‍යෝන්‍ය වශයෙන් වෙනස් වේ.කෙසේ වෙතත්, ChM2.0 සහ ChN2.5 හි PM1.0 සහ PM2.5 ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව දෙකම 90% ට වඩා අඩුය;පැහැදිලිවම, මෙම කාර්ය සාධනය වැඩිදියුණු කළ යුතුය.
ක්‍රමයෙන් වෙනස් වන තන්තු විෂ්කම්භයන් සහ සිදුරු ප්‍රමාණයන් සහිත බහු පටල වලින් සමන්විත ඒකාබද්ධ පෙරීමේ පද්ධතියකට ඉහත ගැටළු විසඳිය හැක [12].ඒකාබද්ධ වායු පෙරහන විවිධ නැනෝ තන්තු දෙකක සහ සුපිරි ෆයිබර් දැල්වල වාසි ඇත.මේ සම්බන්ධයෙන්, ඒකාබද්ධ පෙරහන් (Int-MNs) නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා ChM සහ ChN සරලව ගොඩගැසී ඇත.උදාහරණයක් ලෙස, Int-MN4.5 සකස් කර ඇත්තේ ChM2.0 සහ ChN2.5 භාවිතයෙන් වන අතර, එහි කාර්ය සාධනය සමාන ප්‍රාදේශීය ඝනත්වය (එනම් ඝනකම) ඇති ChN4.8 සහ ChM5.2 සමඟ සංසන්දනය කෙරේ.PM ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්‍ෂමතා අත්හදා බැලීමේදී, Int-MN4.5 හි අල්ට්‍රාෆයින් ෆයිබර් පැත්ත දූවිලි සහිත කාමරය තුළ නිරාවරණය විය, මන්ද අල්ට්‍රාෆයින් ෆයිබර් පැත්ත නැනෝ ෆයිබර් පැත්තට වඩා අවහිර වීමට ප්‍රතිරෝධී විය.රූප සටහන 4a හි පෙන්වා ඇති පරිදි, Int-MN4.5 තනි සංරචක ෆිල්ටර දෙකකට වඩා හොඳ PM ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ පීඩන වෙනස පෙන්නුම් කරයි, පීඩන පහත වැටීමක් 37 Pa, එය ChM5.2 ට සමාන වන අතර ChM5.2 ChN4 ට වඩා බෙහෙවින් අඩු ය.8. මීට අමතරව, Int-MN4.5 හි PM1.0 ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව 91% (රූපය 4b).අනෙක් අතට, ChM5.2 එතරම් ඉහළ PM1.0 ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයක් නොපෙන්වන්නේ එහි සිදුරු Int-MN4.5 ට වඩා විශාල බැවිනි.
පසු කාලය: නොවැම්බර්-03-2021
