கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் வேதியியல் பொறியியல், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம் (UST), டேஜியோன், 34113 கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் வேதியியல் பொறியியல், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம் (UST), டேஜியோன், 34113 கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் வேதியியல் பொறியியல், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம் (UST), டேஜியோன், 34113 கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் வேதியியல் பொறியியல், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம் (UST), டேஜியோன், 34113 கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் வேதியியல் பொறியியல், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம் (UST), டேஜியோன், 34113 கொரியா குடியரசு
கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜி (KRICT) உயிர் அடிப்படையிலான வேதியியல் ஆராய்ச்சி மையம், உல்சன், 44429, கொரியா குடியரசு
மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் வேதியியல் பொறியியல், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம் (UST), டேஜியோன், 34113 கொரியா குடியரசு
இந்தக் கட்டுரையின் முழு உரையையும் உங்கள் நண்பர்கள் மற்றும் சக ஊழியர்களுடன் பகிர்ந்து கொள்ள கீழே உள்ள இணைப்பைப் பயன்படுத்தவும்.மேலும் அறிய.
கொரோனா வைரஸ் தொற்று மற்றும் காற்றில் உள்ள துகள்கள் (PM) தொடர்பான பிரச்சினைகள் காரணமாக, முகமூடிகளுக்கான தேவை அதிவேகமாக வளர்ந்துள்ளது.இருப்பினும், நிலையான மின்சாரம் மற்றும் நானோ சல்லடை அடிப்படையிலான பாரம்பரிய முகமூடி வடிகட்டிகள் அனைத்தும் செலவழிக்கக்கூடியவை, சிதைக்க முடியாதவை அல்லது மறுசுழற்சி செய்யக்கூடியவை, இது கடுமையான கழிவுப் பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்தும்.கூடுதலாக, முந்தையது ஈரப்பதமான சூழ்நிலையில் அதன் செயல்பாட்டை இழக்கும், பிந்தையது குறிப்பிடத்தக்க காற்றழுத்த வீழ்ச்சியுடன் செயல்படும் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் வேகமாக துளை அடைப்பு ஏற்படும்.இங்கு, மக்கும், ஈரப்பதம் இல்லாத, அதிக சுவாசிக்கக்கூடிய, அதிக செயல்திறன் கொண்ட ஃபைபர் மாஸ்க் வடிகட்டி உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.சுருக்கமாக, இரண்டு மக்கும் அல்ட்ராஃபைன் ஃபைபர்கள் மற்றும் நானோ ஃபைபர் பாய்கள் ஜானஸ் சவ்வு வடிகட்டியில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன, பின்னர் அவை கேஷனிகல் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சிட்டோசன் நானோஹிஸ்கர்களால் பூசப்படுகின்றன.இந்த வடிப்பான் வணிக ரீதியான N95 வடிப்பானைப் போலவே திறமையானது மற்றும் 2.5 µm PM இல் 98.3% ஐ அகற்றும்.நானோ ஃபைபர்கள் மெல்லிய துகள்களை உடல் ரீதியாக திரையிடுகின்றன, மேலும் அல்ட்ராஃபைன் ஃபைபர்கள் 59 Pa இன் குறைந்த அழுத்த வேறுபாட்டை வழங்குகின்றன, இது மனித சுவாசத்திற்கு ஏற்றது.வணிக N95 வடிப்பான்களின் செயல்திறன் குறைவதற்கு மாறாக ஈரப்பதம் வெளிப்படும் போது, இந்த வடிகட்டியின் செயல்திறன் இழப்பு மிகக் குறைவு, எனவே சிட்டோசனின் நிரந்தர இருமுனையானது அல்ட்ராஃபைன் PM ஐ உறிஞ்சும் (உதாரணமாக, நைட்ரஜன்) பல முறை பயன்படுத்தப்படலாம்.மற்றும் சல்பர் ஆக்சைடுகள்).இந்த வடிகட்டி 4 வாரங்களுக்குள் உரமான மண்ணில் முற்றிலும் சிதைந்துவிடும்.
தற்போதைய முன்னெப்போதும் இல்லாத கொரோனா வைரஸ் தொற்றுநோய் (COVID-19) முகமூடிகளுக்கு பெரும் தேவையை உண்டாக்குகிறது.[1] இந்த ஆண்டு ஒவ்வொரு மாதமும் 89 மில்லியன் மருத்துவ முகமூடிகள் தேவைப்படுவதாக உலக சுகாதார அமைப்பு (WHO) மதிப்பிட்டுள்ளது.[1] சுகாதார நிபுணர்களுக்கு உயர் திறன் கொண்ட N95 முகமூடிகள் தேவைப்படுவது மட்டுமல்லாமல், அனைத்து தனிநபர்களுக்கும் பொது-நோக்க முகமூடிகள் இந்த சுவாச தொற்று நோயைத் தடுப்பதற்கு இன்றியமையாத தினசரி உபகரணங்களாக மாறிவிட்டன.[1] கூடுதலாக, சம்பந்தப்பட்ட அமைச்சகங்கள் ஒவ்வொரு நாளும் செலவழிக்கக்கூடிய முகமூடிகளைப் பயன்படுத்துவதை கடுமையாக பரிந்துரைக்கின்றன, [1] இது அதிக அளவு முகமூடி கழிவுகள் தொடர்பான சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினைகளுக்கு வழிவகுத்தது.
துகள்கள் (PM) தற்போது மிகவும் சிக்கலான காற்று மாசு பிரச்சனையாக இருப்பதால், முகமூடிகள் தனிநபர்களுக்கு கிடைக்கக்கூடிய மிகச் சிறந்த எதிர் நடவடிக்கையாக மாறியுள்ளன.PM துகள் அளவு (முறையே 2.5 மற்றும் 10μm) படி PM2.5 மற்றும் PM10 பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, இது பல்வேறு வழிகளில் இயற்கை சூழலையும் [2] மற்றும் மனித வாழ்க்கைத் தரத்தையும் தீவிரமாக பாதிக்கிறது.[2] ஒவ்வொரு ஆண்டும், PM 4.2 மில்லியன் இறப்புகளை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் 103.1 மில்லியன் இயலாமை சரிசெய்யப்பட்ட வாழ்க்கை ஆண்டுகள்.[2] PM2.5 ஆரோக்கியத்திற்கு குறிப்பாக தீவிரமான அச்சுறுத்தலை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் அதிகாரப்பூர்வமாக ஒரு குழு I புற்றுநோயாக நியமிக்கப்பட்டுள்ளது.[2] எனவே, காற்று ஊடுருவல் மற்றும் PM அகற்றுதல் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் ஒரு திறமையான முகமூடி வடிகட்டியை ஆராய்ச்சி செய்து உருவாக்குவது சரியான நேரத்தில் மற்றும் முக்கியமானது.[3]
பொதுவாக, பாரம்பரிய ஃபைபர் வடிப்பான்கள் PM ஐ இரண்டு வெவ்வேறு வழிகளில் பிடிக்கின்றன: நானோ ஃபைபர்களின் அடிப்படையிலான உடல் சல்லடை மற்றும் மைக்ரோஃபைபர்களின் அடிப்படையிலான மின்னியல் உறிஞ்சுதல் (படம் 1a).நானோ ஃபைபர் அடிப்படையிலான வடிப்பான்களின் பயன்பாடு, குறிப்பாக எலக்ட்ரோஸ்பன் நானோஃபைபர் பாய்கள், PM ஐ அகற்றுவதற்கான ஒரு சிறந்த உத்தியாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, இது விரிவான பொருள் கிடைக்கும் மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய தயாரிப்பு கட்டமைப்பின் விளைவாகும்.[3] நானோ ஃபைபர் பாய் இலக்கு அளவின் துகள்களை அகற்ற முடியும், இது துகள்கள் மற்றும் துளைகளுக்கு இடையிலான அளவு வேறுபாட்டால் ஏற்படுகிறது.[3] இருப்பினும், நானோ அளவிலான இழைகள் மிகவும் சிறிய துளைகளை உருவாக்குவதற்கு அடர்த்தியாக அடுக்கி வைக்கப்பட வேண்டும், இவை தொடர்புடைய உயர் அழுத்த வேறுபாட்டின் காரணமாக வசதியான மனித சுவாசத்திற்கு தீங்கு விளைவிக்கும்.கூடுதலாக, சிறிய துளைகள் தவிர்க்க முடியாமல் ஒப்பீட்டளவில் விரைவாக தடுக்கப்படும்.
மறுபுறம், உருகிய அல்ட்ரா-ஃபைன் ஃபைபர் பாய் ஒரு உயர்-ஆற்றல் மின்சார புலத்தால் மின்னியல் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது, மேலும் மிகச் சிறிய துகள்கள் மின்னியல் உறிஞ்சுதலால் கைப்பற்றப்படுகின்றன.[4] ஒரு பிரதிநிதித்துவ எடுத்துக்காட்டாக, N95 சுவாசக் கருவி என்பது ஒரு துகள்-வடிகட்டுதல் முகமூடி சுவாசக் கருவியாகும், இது தேசிய தொழில் பாதுகாப்பு மற்றும் சுகாதார நிறுவனத்தின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது, ஏனெனில் இது குறைந்தபட்சம் 95% காற்றில் உள்ள துகள்களை வடிகட்ட முடியும்.இந்த வகை வடிகட்டியானது அல்ட்ராஃபைன் PM ஐ உறிஞ்சுகிறது, இது பொதுவாக SO42− மற்றும் NO3− போன்ற அயோனிக் பொருட்களால் ஆனது, வலுவான மின்னியல் ஈர்ப்பு மூலம்.இருப்பினும், ஃபைபர் மேட்டின் மேற்பரப்பில் உள்ள நிலையான மின்னூட்டமானது ஈரப்பதமான சூழலில் எளிதில் சிதறடிக்கப்படுகிறது, இது ஈரப்பதமான மனித சுவாசத்தில் காணப்படுகிறது, [4] இதன் விளைவாக உறிஞ்சுதல் திறன் குறைகிறது.
வடிகட்டுதல் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்த அல்லது அகற்றும் திறன் மற்றும் அழுத்தம் வீழ்ச்சிக்கு இடையே உள்ள வர்த்தகத்தை தீர்க்க, நானோ ஃபைபர்கள் மற்றும் மைக்ரோஃபைபர்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட வடிகட்டிகள் கார்பன் பொருட்கள், உலோக கரிம கட்டமைப்புகள் மற்றும் PTFE நானோ துகள்கள் போன்ற உயர்-கே பொருட்களுடன் இணைக்கப்படுகின்றன.[4] இருப்பினும், இந்த சேர்க்கைகளின் நிச்சயமற்ற உயிரியல் நச்சுத்தன்மை மற்றும் மின்சுமைச் சிதறல் ஆகியவை இன்னும் தவிர்க்க முடியாத பிரச்சனைகளாக உள்ளன.[4] குறிப்பாக, இந்த இரண்டு வகையான பாரம்பரிய வடிப்பான்கள் பொதுவாக சிதைவடையாதவை, எனவே அவை இறுதியில் நிலப்பரப்புகளில் புதைக்கப்படும் அல்லது பயன்பாட்டிற்குப் பிறகு எரிக்கப்படும்.எனவே, இந்த கழிவுப் பிரச்சினைகளைத் தீர்க்க மேம்படுத்தப்பட்ட முகமூடி வடிப்பான்களை உருவாக்குவதும், அதே நேரத்தில் PM ஐ திருப்திகரமான மற்றும் சக்திவாய்ந்த முறையில் கைப்பற்றுவதும் முக்கியமான தற்போதைய தேவையாகும்.
மேலே உள்ள சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதற்காக, பாலி(பியூட்டிலீன் சக்சினேட்)-அடிப்படையிலான (பிபிஎஸ்-அடிப்படையிலான)[5] மைக்ரோஃபைபர் மற்றும் நானோஃபைபர் பாய்களுடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட ஜானஸ் மெம்பிரேன் வடிகட்டியை நாங்கள் தயாரித்துள்ளோம்.ஜானஸ் சவ்வு வடிகட்டியானது சிட்டோசன் நானோ விஸ்கர்களால் (CsWs) [5] (படம் 1b) பூசப்பட்டுள்ளது.நாம் அனைவரும் அறிந்தபடி, பிபிஎஸ் என்பது ஒரு பிரதிநிதி மக்கும் பாலிமர் ஆகும், இது எலக்ட்ரோஸ்பின்னிங் மூலம் அல்ட்ராஃபைன் ஃபைபர் மற்றும் நானோஃபைபர் அல்லாத நெய்தங்களை உருவாக்க முடியும்.நானோ-அளவிலான இழைகள் PM-ஐ உடல் ரீதியாகப் பிடிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் மைக்ரோ அளவிலான நானோ-ஃபைபர்கள் அழுத்தம் வீழ்ச்சியைக் குறைக்கின்றன மற்றும் CsW கட்டமைப்பாக செயல்படுகின்றன.சிட்டோசன் ஒரு உயிரியல் அடிப்படையிலான பொருளாகும், இது உயிர் இணக்கத்தன்மை, மக்கும் தன்மை மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த நச்சுத்தன்மை உள்ளிட்ட நல்ல உயிரியல் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, இது பயனர்களின் தற்செயலான உள்ளிழுக்கத்துடன் தொடர்புடைய கவலையைக் குறைக்கும்.[5] கூடுதலாக, சிட்டோசனில் கேஷனிக் தளங்கள் மற்றும் துருவ அமைடு குழுக்கள் உள்ளன.[5] ஈரப்பதமான நிலையில் கூட, அது துருவ அல்ட்ராஃபைன் துகள்களை (SO42- மற்றும் NO3- போன்றவை) ஈர்க்கும்.
எளிதில் கிடைக்கக்கூடிய மக்கும் பொருட்களின் அடிப்படையில் மக்கும், உயர்-திறன், ஈரப்பதம்-தடுப்பு மற்றும் குறைந்த அழுத்த துளி முகமூடி வடிப்பானைப் பற்றி இங்கு தெரிவிக்கிறோம்.இயற்பியல் சல்லடை மற்றும் மின்னியல் உறிஞ்சுதல் ஆகியவற்றின் கலவையின் காரணமாக, CsW- பூசப்பட்ட மைக்ரோஃபைபர்/நானோஃபைபர் ஒருங்கிணைந்த வடிகட்டியானது அதிக PM2.5 அகற்றும் திறனைக் கொண்டுள்ளது (98% வரை), அதே நேரத்தில், தடிமனான வடிகட்டியில் அதிகபட்ச அழுத்தம் வீழ்ச்சி இது 59 Pa மட்டுமே, மனித சுவாசத்திற்கு ஏற்றது.N95 வணிக வடிப்பானால் வெளிப்படுத்தப்பட்ட குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறன் குறைபாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது, நிரந்தர CsW சார்ஜ் காரணமாக, முழுமையாக ஈரமாக இருந்தாலும், PM அகற்றும் திறனை (<1%) இந்த வடிகட்டி மிகக் குறைவான இழப்பை வெளிப்படுத்துகிறது.கூடுதலாக, எங்கள் வடிகட்டிகள் 4 வாரங்களுக்குள் மக்கும் மண்ணில் முற்றிலும் மக்கும்.இதே போன்ற கருத்துகளைக் கொண்ட பிற ஆய்வுகளுடன் ஒப்பிடும்போது, வடிகட்டிப் பகுதி மக்கும் பொருட்களால் ஆனது அல்லது சாத்தியமான பயோபாலிமர் அல்லாத நெய்த பயன்பாடுகளில் வரையறுக்கப்பட்ட செயல்திறனைக் காட்டுகிறது, [6] இந்த வடிகட்டி மேம்பட்ட அம்சங்களின் மக்கும் தன்மையை நேரடியாகக் காட்டுகிறது (திரைப்படம் S1, துணைத் தகவல்).
ஜானஸ் சவ்வு வடிகட்டியின் ஒரு அங்கமாக, நானோஃபைபர் மற்றும் சூப்பர்ஃபைன் ஃபைபர் பிபிஎஸ் பாய்கள் முதலில் தயாரிக்கப்பட்டன.எனவே, 11% மற்றும் 12% பிபிஎஸ் தீர்வுகள் பாகுத்தன்மையில் உள்ள வேறுபாட்டின் காரணமாக முறையே நானோமீட்டர் மற்றும் மைக்ரோமீட்டர் ஃபைபர்களை உருவாக்க எலக்ட்ரோஸ்பன் ஆகும்.[7] தீர்வு பண்புகள் மற்றும் உகந்த எலக்ட்ரோஸ்பின்னிங் நிலைமைகள் பற்றிய விரிவான தகவல்கள், துணைத் தகவல்களில் அட்டவணைகள் S1 மற்றும் S2 இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.அஸ்-ஸ்பன் ஃபைபர் இன்னும் எஞ்சிய கரைப்பானைக் கொண்டிருப்பதால், படம் 2a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு வழக்கமான எலக்ட்ரோஸ்பின்னிங் சாதனத்தில் கூடுதல் நீர் உறைதல் குளியல் சேர்க்கப்படுகிறது.கூடுதலாக, நீர் குளியல், உறைந்த தூய பிபிஎஸ் ஃபைபர் பாயை சேகரிக்க சட்டத்தைப் பயன்படுத்தலாம், இது பாரம்பரிய அமைப்பில் உள்ள திட மேட்ரிக்ஸிலிருந்து வேறுபட்டது (படம் 2 பி).[7] மைக்ரோஃபைபர் மற்றும் நானோஃபைபர் பாய்களின் சராசரி ஃபைபர் விட்டம் முறையே 2.25 மற்றும் 0.51 µm ஆகும், மேலும் சராசரி துளை விட்டம் முறையே 13.1 மற்றும் 3.5 µm ஆகும் (படம் 2c, d).9:1 குளோரோஃபார்ம்/எத்தனால் கரைப்பான் முனையிலிருந்து வெளியேறிய பிறகு விரைவாக ஆவியாகிவிடுவதால், 11 மற்றும் 12 wt% தீர்வுகளுக்கு இடையிலான பாகுத்தன்மை வேறுபாடு வேகமாக அதிகரிக்கிறது (படம் S1, துணைத் தகவல்).[7] எனவே, 1 wt% மட்டுமே செறிவு வேறுபாடு ஃபைபர் விட்டத்தில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும்.
வடிகட்டி செயல்திறனைச் சரிபார்க்கும் முன் (படம் S2, துணைத் தகவல்), பல்வேறு வடிப்பான்களை நியாயமான முறையில் ஒப்பிடுவதற்காக, நிலையான தடிமன் கொண்ட எலக்ட்ரோஸ்பன் அல்லாத நெய்தங்கள் தயாரிக்கப்பட்டன, ஏனெனில் தடிமன் என்பது வடிகட்டி செயல்திறனின் அழுத்த வேறுபாடு மற்றும் வடிகட்டுதல் செயல்திறனை பாதிக்கும் ஒரு முக்கிய காரணியாகும்.நெய்யப்படாதவைகள் மென்மையாகவும் நுண்துளைகளாகவும் இருப்பதால், எலக்ட்ரோஸ்பன் அல்லாத நெய்தங்களின் தடிமனை நேரடியாகக் கண்டறிவது கடினம்.துணியின் தடிமன் பொதுவாக மேற்பரப்பு அடர்த்திக்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும் (ஒரு யூனிட் பகுதிக்கு எடை, அடிப்படை எடை).எனவே, இந்த ஆய்வில், தடிமனுக்கான பயனுள்ள அளவீடாக அடிப்படை எடையை (gm-2) பயன்படுத்துகிறோம்.[8] படம் 2e இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, எலக்ட்ரோஸ்பின்னிங் நேரத்தை மாற்றுவதன் மூலம் தடிமன் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.நூற்பு நேரம் 1 நிமிடத்திலிருந்து 10 நிமிடங்களாக அதிகரிக்கும் போது, மைக்ரோஃபைபர் மேட்டின் தடிமன் முறையே 0.2, 2.0, 5.2 மற்றும் 9.1 கிராம்-2 ஆக அதிகரிக்கிறது.அதே வழியில், நானோ ஃபைபர் பாயின் தடிமன் முறையே 0.2, 1.0, 2.5 மற்றும் 4.8 கிராம் -2 ஆக அதிகரிக்கப்பட்டது.மைக்ரோஃபைபர் மற்றும் நானோஃபைபர் பாய்கள் அவற்றின் தடிமன் மதிப்புகளால் (gm-2) குறிக்கப்படுகின்றன: M0.2, M2.0, M5.2 மற்றும் M9.1, மற்றும் N0.2, N1.0, N2.5 மற்றும் N4. 8.
முழு மாதிரியின் காற்று அழுத்த வேறுபாடு (ΔP) வடிகட்டி செயல்திறனின் முக்கிய குறிகாட்டியாகும்.[9] உயர் அழுத்த வீழ்ச்சியுடன் வடிகட்டி மூலம் சுவாசிப்பது பயனருக்கு சங்கடமாக உள்ளது.இயற்கையாகவே, வடிப்பானின் தடிமன் அதிகரிக்கும் போது அழுத்தம் வீழ்ச்சி அதிகரிப்பதைக் காணலாம், இது படம் S3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.நானோ ஃபைபர் மேட் (N4.8) மைக்ரோஃபைபர் (M5.2) மேட்டை விட அதிக அழுத்தம் வீழ்ச்சியைக் காட்டுகிறது, ஏனெனில் நானோஃபைபர் மேட்டில் சிறிய துளைகள் உள்ளன.காற்று 0.5 மற்றும் 13.2 ms-1 இடையே வேகத்தில் வடிகட்டி வழியாக செல்லும் போது, இரண்டு வெவ்வேறு வகையான வடிகட்டிகளின் அழுத்தம் வீழ்ச்சி படிப்படியாக 101 Pa இலிருந்து 102 Pa ஆக அதிகரிக்கிறது. அழுத்தம் வீழ்ச்சி மற்றும் PM அகற்றுதலை சமநிலைப்படுத்த தடிமன் உகந்ததாக இருக்க வேண்டும். திறன்;1.0 எம்எஸ்-1 என்ற காற்றின் வேகம் நியாயமானது, ஏனெனில் மனிதர்கள் வாய் வழியாக சுவாசிக்க எடுக்கும் நேரம் சுமார் 1.3 எம்எஸ்-1 ஆகும்.[10] இது சம்பந்தமாக, M5.2 மற்றும் N4.8 இன் அழுத்தம் வீழ்ச்சியானது 1.0 ms-1 (50 Pa க்கும் குறைவான) காற்றின் வேகத்தில் ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கது (படம் S4, ஆதரவு தகவல்).N95 மற்றும் அதுபோன்ற கொரிய வடிகட்டி தரநிலை (KF94) முகமூடிகளின் அழுத்தம் குறைதல் முறையே 50 முதல் 70 Pa ஆகும் என்பதை நினைவில் கொள்ளவும்.மேலும் CsW செயலாக்கம் மற்றும் மைக்ரோ/நானோ வடிகட்டி ஒருங்கிணைப்பு காற்று எதிர்ப்பை அதிகரிக்கலாம்;எனவே, அழுத்தம் குறைப்பு விளிம்பை வழங்குவதற்காக, M5.2 மற்றும் N4.8 ஐ பகுப்பாய்வு செய்வதற்கு முன் N2.5 மற்றும் M2.0 ஆகியவற்றை பகுப்பாய்வு செய்தோம்.
1.0 எம்எஸ்-1 என்ற இலக்கு காற்றின் வேகத்தில், பிபிஎஸ் மைக்ரோஃபைபர் மற்றும் நானோஃபைபர் பாய்களின் பிஎம்1.0, பிஎம்2.5 மற்றும் பிஎம்10 ஆகியவற்றின் அகற்றும் திறன் நிலையான கட்டணம் இல்லாமல் ஆய்வு செய்யப்பட்டது (படம் S5, துணைத் தகவல்).தடிமன் மற்றும் PM அளவு அதிகரிப்பதன் மூலம் PM அகற்றும் திறன் பொதுவாக அதிகரிக்கிறது.N2.5 இன் அகற்றும் திறன் அதன் சிறிய துளைகள் காரணமாக M2.0 ஐ விட சிறப்பாக உள்ளது.PM1.0, PM2.5 மற்றும் PM10 க்கான M2.0 இன் அகற்றும் திறன் முறையே 55.5%, 64.6% மற்றும் 78.8% ஆகும், அதே சமயம் N2.5 இன் ஒத்த மதிப்புகள் 71.9%, 80.1% மற்றும் 89.6% (படம் 2f).M2.0 மற்றும் N2.5 க்கு இடையேயான செயல்திறனில் மிகப்பெரிய வேறுபாடு PM1.0 என்பதை நாங்கள் கவனித்தோம், இது மைக்ரோஃபைபர் மெஷின் உடல் சல்லடை மைக்ரான்-நிலை PM க்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதைக் குறிக்கிறது, ஆனால் நானோ-நிலை PM க்கு பயனுள்ளதாக இல்லை (படம் S6, துணைத் தகவல்)., M2.0 மற்றும் N2.5 இரண்டும் 90%க்கும் குறைவான PM பிடிப்புத் திறனைக் காட்டுகின்றன.கூடுதலாக, N2.5 M2.0 ஐ விட தூசிக்கு எளிதில் பாதிக்கப்படலாம், ஏனெனில் தூசி துகள்கள் N2.5 இன் சிறிய துளைகளை எளிதில் தடுக்கலாம்.நிலையான கட்டணம் இல்லாத நிலையில், உடல் சல்லடையானது, அவற்றுக்கிடையேயான வர்த்தக உறவு காரணமாக ஒரே நேரத்தில் தேவையான அழுத்தம் வீழ்ச்சி மற்றும் அகற்றும் திறனை அடைவதற்கான திறனில் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.
எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் உறிஞ்சுதல் என்பது PM ஐ திறமையான முறையில் பிடிக்க மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறையாகும்.[11] பொதுவாக, உயர் ஆற்றல் மின்சார புலம் மூலம் நெய்யப்படாத வடிகட்டியில் நிலையான கட்டணம் வலுக்கட்டாயமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது;இருப்பினும், இந்த நிலையான கட்டணம் ஈரப்பதமான சூழ்நிலையில் எளிதில் சிதறடிக்கப்படுகிறது, இதன் விளைவாக PM கைப்பற்றும் திறனை இழக்கிறது.[4] மின்னியல் வடிகட்டுதலுக்கான உயிர் அடிப்படையிலான பொருளாக, 200 nm நீளமும் 40 nm அகலமும் கொண்ட CsW ஐ அறிமுகப்படுத்தினோம்;அவற்றின் அம்மோனியம் குழுக்கள் மற்றும் துருவ அமைடு குழுக்கள் காரணமாக, இந்த நானோ விஸ்கர்கள் நிரந்தர கேஷனிக் கட்டணங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன.CsW இன் மேற்பரப்பில் கிடைக்கும் நேர்மறை மின்னூட்டமானது அதன் zeta சாத்தியத்தால் (ZP) குறிப்பிடப்படுகிறது;CsW ஆனது 4.8 pH உடன் தண்ணீரில் சிதறடிக்கப்படுகிறது, மேலும் அவற்றின் ZP +49.8 mV ஆகக் காணப்படுகிறது (படம் S7, துணைத் தகவல்).
CsW- பூசப்பட்ட பிபிஎஸ் மைக்ரோஃபைபர்கள் (ChMs) மற்றும் நானோ ஃபைபர்கள் (ChNs) 0.2 wt% CsW நீர் சிதறலில் எளிமையான டிப் பூச்சு மூலம் தயாரிக்கப்பட்டன, இது PBS இழைகளின் மேற்பரப்பில் அதிகபட்ச அளவு CsW களை இணைக்க பொருத்தமான செறிவு ஆகும். படம் 3a மற்றும் படம் S8 இல் காட்டப்பட்டுள்ள படம், துணைத் தகவல்.நைட்ரஜன் ஆற்றல் பரவும் எக்ஸ்-ரே ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (EDS) படம் பிபிஎஸ் ஃபைபரின் மேற்பரப்பு ஒரே மாதிரியாக CsW துகள்களால் பூசப்பட்டிருப்பதைக் காட்டுகிறது, இது ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (SEM) படத்திலும் தெளிவாகத் தெரிகிறது (படம் 3b; படம் S9, துணைத் தகவல்) .கூடுதலாக, இந்த பூச்சு முறை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட நானோ பொருட்களை ஃபைபர் மேற்பரப்பை நன்றாக மடிக்க உதவுகிறது, இதன் மூலம் மின்னியல் PM அகற்றும் திறனை அதிகரிக்கிறது (படம் S10, துணை தகவல்).
ChM மற்றும் ChN இன் PM அகற்றும் திறன் ஆய்வு செய்யப்பட்டது (படம் 3c).M2.0 மற்றும் N2.5 ஆகியவை முறையே ChM2.0 மற்றும் ChN2.5 ஐ உருவாக்க CsW உடன் பூசப்பட்டன.PM1.0, PM2.5 மற்றும் PM10 க்கான ChM2.0 இன் அகற்றும் திறன் முறையே 70.1%, 78.8% மற்றும் 86.3% ஆகும், அதே சமயம் ChN2.5 இன் ஒத்த மதிப்புகள் முறையே 77.0%, 87.7% மற்றும் 94.6% ஆகும்.CsW பூச்சு M2.0 மற்றும் N2.5 இன் அகற்றும் திறனை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது, மேலும் சற்று சிறிய PM க்கு காணப்பட்ட விளைவு மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கது.குறிப்பாக, chitosan nanowhiskers M2.0′s PM0.5 மற்றும் PM1.0 ஆகியவற்றின் அகற்றும் திறனை முறையே 15% மற்றும் 13% அதிகரித்தது (படம் S11, துணைத் தகவல்).M2.0 சிறிய PM1.0 ஐ அதன் ஒப்பீட்டளவில் பரந்த ஃபைப்ரில் இடைவெளி (படம் 2c) காரணமாக விலக்குவது கடினம் என்றாலும், ChM2.0 PM1.0 ஐ உறிஞ்சுகிறது, ஏனெனில் CsW களில் உள்ள கேஷன்கள் மற்றும் அமைடுகள் அயன்-அயன் வழியாக செல்கின்றன, துருவ-அயன் தொடர்புகளை இணைக்கின்றன. , மற்றும் தூசியுடன் இருமுனை-இருமுனை தொடர்பு.அதன் CsW பூச்சு காரணமாக, ChM2.0 மற்றும் ChN2.5 இன் PM அகற்றும் திறன் தடிமனான M5.2 மற்றும் N4.8 (அட்டவணை S3, துணைத் தகவல்) போன்றவற்றை விட அதிகமாக உள்ளது.
சுவாரஸ்யமாக, PM அகற்றும் திறன் பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டாலும், CsW பூச்சு அழுத்தம் வீழ்ச்சியை பாதிக்காது.ChM2.0 மற்றும் ChN2.5 இன் அழுத்தம் வீழ்ச்சி 15 மற்றும் 23 Pa ஆக சிறிது அதிகரித்தது, M5.2 மற்றும் N4.8 க்கு கிட்டத்தட்ட பாதி அதிகரிப்பு காணப்பட்டது (படம் 3d; அட்டவணை S3, துணைத் தகவல்).எனவே, இரண்டு அடிப்படை வடிப்பான்களின் செயல்திறன் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய உயிர் அடிப்படையிலான பொருட்களுடன் பூச்சு ஒரு பொருத்தமான முறையாகும்;அதாவது, PM அகற்றும் திறன் மற்றும் காற்று அழுத்த வேறுபாடு, இவை பரஸ்பரம் பிரத்தியேகமானவை.இருப்பினும், ChM2.0 மற்றும் ChN2.5 இன் PM1.0 மற்றும் PM2.5 அகற்றும் திறன் இரண்டும் 90%க்கும் குறைவாக உள்ளது;வெளிப்படையாக, இந்த செயல்திறன் மேம்படுத்தப்பட வேண்டும்.
படிப்படியாக மாறும் ஃபைபர் விட்டம் மற்றும் துளை அளவுகள் கொண்ட பல சவ்வுகளைக் கொண்ட ஒரு ஒருங்கிணைந்த வடிகட்டுதல் அமைப்பு மேலே உள்ள சிக்கல்களைத் தீர்க்கும் [12].ஒருங்கிணைந்த காற்று வடிகட்டி இரண்டு வெவ்வேறு நானோ ஃபைபர்கள் மற்றும் சூப்பர்ஃபைன் ஃபைபர் வலைகளின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.இது சம்பந்தமாக, ஒருங்கிணைந்த வடிப்பான்களை (Int-MNs) உருவாக்க, ChM மற்றும் ChN வெறுமனே அடுக்கி வைக்கப்பட்டுள்ளன.எடுத்துக்காட்டாக, Int-MN4.5 ChM2.0 மற்றும் ChN2.5 ஐப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படுகிறது, மேலும் அதன் செயல்திறன் ChN4.8 மற்றும் ChM5.2 உடன் ஒப்பிடப்படுகிறது, அவை ஒரே மாதிரியான பரப்பளவு அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளன (அதாவது தடிமன்).PM அகற்றும் திறன் பரிசோதனையில், Int-MN4.5 இன் அல்ட்ராஃபைன் ஃபைபர் பக்கமானது தூசி நிறைந்த அறையில் வெளிப்பட்டது, ஏனெனில் அல்ட்ராஃபைன் ஃபைபர் பக்கமானது நானோஃபைபர் பக்கத்தை விட அடைப்புக்கு அதிக எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது.படம் 4a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, Int-MN4.5 ஆனது இரண்டு ஒற்றை-கூறு வடிப்பான்களைக் காட்டிலும் சிறந்த PM அகற்றும் திறன் மற்றும் அழுத்த வேறுபாட்டைக் காட்டுகிறது, 37 Pa அழுத்தம் குறைகிறது, இது ChM5.2 ஐப் போன்றது மற்றும் ChM5.2 ChN4 ஐ விட மிகக் குறைவு.8. கூடுதலாக, Int-MN4.5 இன் PM1.0 அகற்றும் திறன் 91% (படம் 4b).மறுபுறம், ChM5.2 இவ்வளவு அதிக PM1.0 அகற்றும் திறனைக் காட்டவில்லை, ஏனெனில் அதன் துளைகள் Int-MN4.5 ஐ விட பெரியதாக உள்ளது.
இடுகை நேரம்: நவம்பர்-03-2021
