2019 ခုနှစ်တွင် Novel Coronavirus (COVID-19) သည် ကမ္ဘာတဝှမ်းသို့ လျင်မြန်စွာပျံ့နှံ့ခဲ့သည်။ လက်ရှိရှာဖွေတွေ့ရှိထားသော COVID-19 ဗိုင်းရပ်စ်၏ အချင်းသည် 60-140 nm ရှိပြီး အဓိကကူးစက်သည့်လမ်းကြောင်းများမှာ တိုက်ရိုက်ကူးစက်ခြင်း၊ aerosol ထုတ်လွှင့်ခြင်းနှင့် အဆက်အသွယ်ကူးစက်ခြင်းတို့ဖြစ်သည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် N95 အတန်းအစားမျက်နှာဖုံးများ (N95 FFR) ၏ဝယ်လိုအားသည်သိသိသာသာတိုးလာသည်။ N95 အတန်းအစားမျက်နှာဖုံးများကို အဓိကအားဖြင့် polypropylene (PP) အရည်ပျော်-မှုတ်ထုတ်သော nonwovens များဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည်။ filtration စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန်နှင့် အတော်လေးနည်းသော ခံနိုင်ရည်ရှိစေရန်အတွက်၊ PP ဖိုင်ဘာများသည် static charge မှတဆင့် N95 FFR သို့ အားကောင်းသော အမှုန်များကို တွယ်ကပ်မှုပေးရန်အတွက် PP ဖိုင်ဘာများကို Corona discharge နည်းလမ်းများဖြင့် ဆောင်ရွက်ပေးပါသည်။ သို့သော်၊ အသုံးပြုနေစဉ်အတွင်း အားသွင်းမှု ဆုံးရှုံးနိုင်ပြီး စစ်ထုတ်ခြင်း၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ကျဆင်းစေသည်။ ထို့အပြင်၊ N95 FFR ကို ပြန်လည်အသုံးပြုခြင်းသည် တစ်ကိုယ်ရေသန့်ရှင်းမှု၊ ပျက်စီးမှု၊ အသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ ခုခံအားတိုးမြင့်မှုနှင့် filtration efficiency လျော့နည်းခြင်းစသည့်အချက်များကြောင့် ကန့်သတ်ထားသည်။ ယင်းကြောင့် Jilin University မှ Yu Jihong ဦးဆောင်သော အဖွဲ့သည် ဝင်ရိုးစွန်းမှ မောင်းနှင်သော တုံ့ပြန်မှုများမှတစ်ဆင့် ထင်ရှားသော filtration လက္ခဏာများရရှိစေရန် ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် ပြုပြင်ထားသော မျက်နှာပြင်များကို အခြေခံ၍ တည်ငြိမ်သော N97 နာနိုဖိုင်ဘာ အသက်ရှူကိရိယာကို တီထွင်ခဲ့သည်။ ၎င်းကို polyacrylonitrile nanofiber membrane (TFPNM) တွင် 0.42 PA-1 (filtration efficiency: 97% ကျော်; Pressure drop- approx. 10 Pa) သည် အလုံးစုံ တာရှည်ခံသော filtration စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပေးစွမ်းသည်။ Coxsackie B4 virus filtration test သည် TFPNM တွင်လည်း ပြင်းထန်သော ဗိုင်းရပ်စ်များကို ဖမ်းယူနိုင်စွမ်းရှိကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ N95 FFR နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက TFPNM သည် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော ပိုးသတ်ဆေးနည်းများ (ဗိုင်းရပ်စ်အမျိုးအစား- Coxsackie B4 ဗိုင်းရပ်စ် (CV-B4) နှင့် micro RNA ဗိုင်းရပ်စ်)) နှင့် ယေဘုယျအားဖြင့် စစ်ထုတ်ခြင်းဆိုင်ရာ လက္ခဏာများသည် N97 စံနှုန်းအဖြစ် ကျန်ရှိနေပါသည်။ ဆက်စပ်အလုပ်မှာ "Polarity- Dominated Stable N97 respirators for Airborne virus Capture based on nanonanoous Membranes" ကို ထိပ်တန်းနိုင်ငံတကာဂျာနယ် Angewandte Chemie တွင် ထုတ်ဝေခဲ့သည်။

TFPNMs ၏ မျက်နှာပြင်ဝင်ရိုးစွန်းနှင့် တည်ငြိမ်မှု

ပါးလွှာသောဖလင် (TF) ဖြင့် အုပ်ထားသော electrospun polyacrylonitrile (PAN) နာနိုဖိုင်ဘာ အမြှေးပါးများ (TFPNMs) ကို အီလက်ထရော့စပင်းနည်းပညာဖြင့် ထုတ်လုပ်ထားပြီး အဝါရောင်ဖျော့ဖျော့ အထည်များကို အမျိုးမျိုးသော အဆုံးအုပ်စုများ ထုတ်လုပ်ရန် interfacial polymerization လုပ်ငန်းစဉ်များဖြင့် လုပ်ဆောင်သည်။ PP နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ TFPNMs များသည် မတူညီသော coatings များဖြင့် ပြောင်းလဲနိုင်သော ပိုမိုအားကောင်းသော မျက်နှာပြင် polarity ရှိသည်။ TFPNM ၏တည်ငြိမ်မှုကို ထပ်မံအကဲဖြတ်ရန်အတွက် အဖွဲ့သည် မြင့်မားသောအပူချိန် (> 80°C)၊ ရေနွေးငွေ့လေထု (စိုထိုင်းဆများ> 100°C)၊ အရက် 75%၊ ကလိုရင်းပိုးသတ်ရေနှင့် ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်တို့ကို ထိတွေ့ခြင်းဖြင့် ဖိုက်ဘာအမြှေးပါးများကို စမ်းသပ်ခဲ့သည်။ TFPNM သည် သိသိသာသာ ပျက်စီးခြင်းနှင့် ကိုယ်အလေးချိန်ကျခြင်း မရှိကြောင်း၊ ဖိုင်ဘာဂျီသြမေတြီတွင် ပြောင်းလဲခြင်းမရှိကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ကနဦး TFPNM နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ ကုသပြီးသော TFPNM ၏ မျက်နှာပြင် polarity သည် မပြောင်းလဲပါ။ တည်ငြိမ်သောမျက်နှာပြင်ဝင်ရိုးစွန်းသည် အမြှေးပါးနှင့် PMs/ aerosols များကြားတွင် တည်ငြိမ်သောဝင်ရိုးစွန်းအပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး TFPNMs များကို ကြမ်းတမ်းသောအခြေအနေအမျိုးမျိုးတွင် ပြန်လည်အသုံးပြုရန်အတွက် ကြီးမားသောအလားအလာကိုပေးသည်။

ပုံ 1 သည် TFPNMs ၏ ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် တည်ငြိမ်မှု

TFPNM လေစစ်ထုတ်ခြင်း ထိရောက်မှု

သုတေသီများသည် TFPNMs ၏ အရွယ်အစားအမျိုးမျိုး (PMs) အမှုန်အမွှားများကို ဖမ်းယူနိုင်စွမ်းကို အန္တရာယ်ရှိသော လေထုအရည်အသွေးအခြေအနေအောက်တွင် ၎င်း၏လေစစ်ထုတ်ခြင်းစွမ်းဆောင်ရည်ကို တုပခြင်းဖြစ်သည် (ပုံ 2)။ အမွှေးတိုင်မီးရှို့ခြင်း (PM၊ CO၊ CO2၊ NO2 စသည်ဖြင့်) ကဲ့သို့သော ညစ်ညမ်းစေသော အမှုန်အမွှားများ ပါဝင်သည့် အမှုန်အမွှားများကို ဓာတ်ခွဲခန်းတွင် အသုံးပြုသည်။ TFPNM အားလုံးအတွက် အကောင်းဆုံးအခြေခံအလေးချိန်ထိန်းချုပ်မှုသည် 10 g/m2 ဖြစ်သည်။ မတူညီသော မျက်နှာပြင်ဝင်ရိုးစွန်းများရှိသော TFPNM ငါးခုသည် filtration efficiency တွင် ကြီးမားသောကွာခြားချက်များကို ပြသသည်။ အနိမ့်ဆုံးမျက်နှာပြင်ဝင်ရိုးစွန်းမှ PM0.3 အတွက် filtration ထိရောက်မှု၏ရလဒ်များသည် 50.00% မှ 97.45% အထိရှိပါသည်။ ၎င်းတို့အနက်၊ cyanide နှင့် carboxyl အုပ်စုများပါရှိသော TFPNMs များသည် 97% ထက် အလွန်မြင့်မားသော filtration efficiency ကိုပြသခဲ့သည်။ TFPNM ၏ရေရှည်ထိရောက်မှုကိုစုံစမ်းစစ်ဆေးရန်အတွက် TFPNM ၏အစုလိုက်အပြုံလိုက်အခြေအနေကို PAN မော်လီကျူးအဖြစ် 10 နာရီကြာအန္တရာယ်ရှိသောလေထဲတွင်ထားရှိပြီးနောက်စမ်းသပ်ခဲ့သည်။ ရလဒ်များအရ PAN နာနိုဖိုင်ဘာအမြှေးပါး (PNM) ၏ filtration efficiency သည် PM97.10 အတွက် 94.57% မှ 0.3% နှင့် 99.67 နာရီအကြာ PM99.42 အတွက် 2.5% မှ 10% သို့ လျော့နည်းသွားကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ သို့သော်လည်း CTFPNM ၏ စစ်ထုတ်ခြင်းဝိသေသလက္ခဏာများသည် 97.00 နာရီအတွင်း 99.90% နှင့် PM0.3 နှင့် PM2.5 အတွက် 10% ထက် တည်ငြိမ်နေခဲ့သည်။

သဖန်းသီး။ 2 PMs သည် မတူညီသော မျက်နှာပြင် polarity များဖြင့် TFPNM များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ဖမ်းယူပါသည်။

TFPNM နှင့် N95 FFR အကြား လေစစ်ထုတ်ခြင်း စွမ်းဆောင်ရည်ကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။

မြင့်မားသောမျက်နှာပြင်ဝင်ရိုးစွန်းရှိသော TFPNM နှစ်ခု (CTFPNM နှင့် CTFPNM) ကို NaCl aerosols များတွင် ၎င်းတို့၏ filtration ဂုဏ်သတ္တိများကို N95 FFR (ပုံ 3) နှင့် နှိုင်းယှဉ်ရန် မိတ်ဆက်ခဲ့သည်။ CTFPNM နှင့် CTFPNM ၏ filtration efficiency သည် N97 အဆင့်သို့ရောက်ရှိပြီး ဆက်တိုက် 24 နာရီအတွင်း စစ်ထုတ်မှုအတွင်း တည်ငြိမ်နေပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနှင့်၊ အဓိကအားဖြင့် အားသွင်းထားသော PP အရည်ပျော်-မှုတ်ထုတ်သော nonwovens များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် N95 FFR သည် filtration လုပ်နေစဉ်အတွင်း သိသာထင်ရှားသော မတည်ငြိမ်မှုကို ပြသသည်။ TFPNM ၏ filter efficiency ကို electrostatic effect ဖြင့် ထပ်မံလေ့လာခဲ့ပါသည်။ အားသွင်းထားသော cTFPNM နှင့် cTFPNM အတွက် ၎င်းတို့၏ filtration efficiency ကို N98 သို့ အနည်းငယ် မြှင့်တင်ထားသည်။ သို့သော်၊ အဆိုပါအားသွင်းထားသောအသက်ရှူကိရိယာအမြှေးပါးများ၏ filtration efficiency (97 kV မှ 24±0.15 kV) ၏မျက်နှာပြင်တည်ငြိမ်အားအား လျော့နည်းမှုကြောင့် 0.02 နာရီအကြာတွင် class N0.03 သို့ ကျဆင်းသွားသည်။ စာရေးသူသည် နိုင်ငံအသီးသီးမှ TFPNM နှင့် N95 FFRS အကြား လေထု၏ filtration လက္ခဏာများ ခြားနားချက်များကို ထပ်မံလေ့လာပါသည်။ နမူနာအားလုံး၏ filtration efficiency သည် 95 နာရီကြာ ဆက်တိုက် filtration ပြုလုပ်ပြီးနောက် 24% အောက်သို့ လျော့နည်းသွားသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ တူညီသောစမ်းသပ်မှုအခြေအနေအောက်တွင်၊ N95 FFR ၏ filtration efficiency သည် 24 နာရီအကြာတွင် cTFPNM ထက်နိမ့်ပါသည်။

ပုံ 3 TFPNMs ၏လက္ခဏာရပ်များနှင့် N95 FFR တံဆိပ်များစွာ၏အလွှာများကို စစ်ထုတ်ခြင်း

TFPNMs သည် ဗိုင်းရပ်စ်များနှင့် အမျိုးမျိုးသော ပိုးသတ်ဆေးကုသမှုများအတွက် ထိရောက်မှုရှိသည်။

CTFPNM ကို ၎င်း၏ filtration efficiency အကဲဖြတ်ရန် coxsackie B4 virus (CV-B4) နှင့် micro RNA virus aerosol (27-30 nm) တွင် ထားရှိထားပါသည်။ နှင့် N95 FFR (MEO အမှတ်တံဆိပ်) ဗိုင်းရပ်စ်စစ်ထုတ်ခြင်းစမ်းသပ်မှု။ ရလဒ်များအရ cTFPNM သည် N97 filtration efficiency ကို 24 နာရီအကြာတွင်ထိန်းသိမ်းထားပြီး MEO N95 FFR filtration efficiency သည် 95 နာရီအကြာတွင် 24% အောက်ကျဆင်းသွားကြောင်းပြသခဲ့သည်။ TFPNMs များ၏ ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်မှုကို လေ့လာရန်အတွက် cTFPNMs အတွက် ကုသရေးနည်းလမ်းငါးခုကို လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်- 80 ℃၊ ရေနွေးငွေ့ (100 ℃ တွင် အပူအခြေခံပရိုတင်း denaturation); 75% အရက် (ပရိုတိန်း denatured); အိမ်သုံး ကလိုရင်းအခြေခံဖြေရှင်းချက် (ဆဲလ်များယိုယွင်းခြင်း၊ ဓာတုပျက်စီးခြင်း); ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် ပိုးသတ်ဆေးရောင်ခြည် (DNA/RNA ပျက်စီးခြင်း၊ UVC 254 nm)။ ပထမအကြိမ် ကုသမှုစက်ဝန်းပြီးနောက်၊ cTFPNMs ၏ filtration ထိရောက်မှုအားလုံးသည် N97 ၏ LEVEL တွင် မပြောင်းလဲဘဲ ဖိအားကျဆင်းမှုသည် 9 နှင့် 10 Pa အကြားတွင် ရှိနေပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့်၊ N95 FFR သည် ပထမအကြိမ်ပြီးနောက် အမျိုးမျိုးသော ကုသမှုများအပြီးတွင် မတူညီသော filtration စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသခဲ့သည်။ အပူပေးခြင်းနှင့် ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် ပိုးမွှားရောင်ခြည် (UVGI) သည် N95 FFRS အများစု၏ filtration လက္ခဏာများကို ထိန်းသိမ်းထားသည်။ သို့သော်၊ ဖြေရှင်းချက်ကုသမှုအပေါ်အခြေခံသည့်နမူနာများ၏ filtration efficiency သည် 50% ~ 80% သို့ သိသိသာသာကျဆင်းသွားသည်။

သဖန်းသီး။ 4 cTFPNM တွင် ဗိုင်းရပ်စ်စစ်ထုတ်ခြင်း စွမ်းဆောင်ရည်

မှတ်ချက်-(က) (ခ) သည် cTFPNM၊ (ဂ) (ဃ) သည် meo အမှတ်တံဆိပ် N95 FFR ၏ ထိရောက်မှုနှင့် ဖိအားကျဆင်းမှုဖြစ်သည်။

သဖန်းသီး။ 5 FFR ၏ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်နှင့် ကွဲပြားသောပိုးသတ်ဆေးငါးမျိုးပြီးနောက် သက်ဆိုင်ရာ အလုံးစုံစစ်ထုတ်ခြင်းစွမ်းဆောင်ရည်၊

စာသားအပြည့်အစုံ လင့်ခ်များ- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108951