Posted on

Μάσκες νάνο υψηλής προστασίας

μάσκεσ|μάσκα

ΜΑΣΚΕΣ NANO ΝΕΑΣ ΓΕΝΙΑΣ

Μάσκες από υλικά Νανοτεχνολογίας στη μάχη κατά ιών και βακτηρίων 

Η πανδημία Covid-19 και η διασπορά υπερανθεκτικών στα αντιβιοτικά μικροβίων υπεύθυνων για ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις καθιστούν επιτακτική την ανάγκη για παραγωγή ενισχυμένων μέσων προστασίας (ΜΑΠ) για τους εργαζόμενους στον Υγειονομικό τομέα και ιδιαίτερα στα νοσοκομεία .

Στο γενικότερο πλαίσιο της έρευνας για εύρεση νέων υλικών με σκοπό την παραγωγή ενισχυμένων μέσων προστασίας εντάσονται δυο πολλά υποσχόμενες νέου τύπου μάσκες,κατασκευασμένες από νανουλικά. Οι νανομάσκες αναμένεται να κυκλοφορήσουν σύντομα στην αγορά ενώ φαίνεται πως έχουν εκπληκτικές επιδόσεις ,που φθάνουν στο 99,99% και 100% σε ότι αφορά την προστασία από ιούς και βακτήρια.

Τι είναι τα Νανουλικά

Σύμφωνα με τον ορισμό της Ευρωπαϊκής Επιτροπής τα νανουλικά είναι υλικά που περιέχουν σωματίδια, σε μη δεσμευμένη κατάσταση ή ως αδρανή ή ως συσσωμάτωμα , με μία ή περισσότερες από τις εξωτερικές τους διαστάσεις εντός της κλίμακας μεγέθους 1 nm – 100 nm . Σε ένα νανο-υλικό το περισσότερο από το 50% των σωματιδίων του είναι περίπου 100nm.»

Τα νανουλικά μπορούν να είναι είτε φυσικής προέλευσης είτε κατασκευασμένα από τον άνθρωπο για συγκεκριμένο σκοπό.

Τα νανοϋλικά χρησιμοποιούνται σε πλήθος εφαρμογών .Σε τομείς όπως η μηχανολογία, η τεχνολογία πληροφοριών και επικοινωνιών, η ιατρική και τα φαρμακευτικά προϊόντα.

Ορισμένα νανοϋλικά ανακαλύφθηκαν μόλις πρόσφατα, όπως το νανο-διοξείδιο του τιτανίου, το οποίο χρησιμοποιείται ως φίλτρο κατά της υπεριώδους ακτινοβολίας στα χρώματα και στα αντηλιακά, ο νανο-άργυρος ο οποίος χρησιμοποιείται ως αντιμικροβιακός παράγοντας σε κλωστοϋφαντουργικές και ιατρικές εφαρμογές, ή οι νανοσωλήνες άνθρακα, χρησιμοποιούνται ευρέως σε εφαρμογές ηλεκτρονικής και αποθήκευσης ενέργειας, καθώς και στην κατασκευή διαστημικών σκαφών, οχημάτων και αθλητικού εξοπλισμού.

Στα νανοϋλικά συγκαταλλέγονται επίσης τα φουλερένια, οι νιφάδες γραφενίου και οι νανοσωλήνες άνθρακα μονού τοιχώματος με μία ή περισσότερες εξωτερικές διαστάσεις κάτω από 1 nm.

Μάσκες υπερήχων – νανο-οξειδιο του Ψευδαργύρου.

Οι  νανομάσκες υπερήχων αποτελούν τα προϊόντα δεκαετούς έρευνας που παραγματοποιήθηκε από το Πανεπιστήμιο του Ισραήλ Bar Ilan University σε συνεργασία με μια εταιρεία παρασκευής Νανουλικών . Η νέα τεχνολογία αφορά την δημιουργία υφάνσιμης πρώτης ύλης εμποτισμένης με νανοσωματίδια με ισχυρή αντιμικροβιακή δραση.

RNA virus
Εικ 1. Tο μέγεθος των ιών είναι της τάξης των 100nm

Το αντιμικροβιακό υφάσμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν πρώτη ύλη για την κατασκευή μασκών προστασίας της αναπνοής και για άλλες εφαρμογές.

Το εμποτισμένο με νανουλικά σωματίδια ύφασμα μπορεί να προστατεύσει το χρήστη από διάφορους ιούς αλλά και από τον ιό Sars Cov-2 που προκαλεί τη νόσο Covid-19 .

Η τεχνολογία χρησιμοποιεί υπερηχητικά κύματα και προσφέρει 98% απόδοση φιλτραρίσματος σωματιδίων, 99,99% αντιβακτηριακή αποτελεσματικότητα – συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά – και 99,89% ιοκτόνο αποτελεσματικότητα.

Το ύφασμα είναι επίσης πολύ ανθεκτικό και δεν χάνει την μικροβιοκτόνο ικανότητα του ακόμα και όταν πλένεται σε βιομηχανικά πλυντήρια.

Από τα αποτελέσματα των δοκιμών φαίνεται πως οι “Νανομάσκες Υπερήχων ” εξαλείφουν όλα τα βακτήρια που προσκολλώνται στη μάσκα συμπεριλαμβανομένου και του ιού της νόσου Covid-19.

Οι μάσκες αυτές είναι επαναχρησιμοποιήσιμες και μπορούν να φορεθούν για ένα χρόνο ενώ αντέχουν έως και 55 πλύσεις.

Μάσκα με Αντιμικροβιακή δραση

Το ύφασμα για τη μάσκα παράγεται με χρήση υπερηχητικών κυμάτων για τη φυσική έγχυση των νανοσωματιδίων οξειδίου του ψευδαργύρου μέσα σε αυτό. Τα τελευταία χρόνια έχει αποδειχθεί ότι τα μεταλλικά νανοσωματίδια είναι αποτελεσματικά έναντι ενός ευρέος φάσματος παθογόνων.

zno nanoparticles by chacholastergiani
Εκ.2 ZnO-Νανοσωματίδια Οξειδίου του Ψευδαργύρου

Τα νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου, ειδικότερα, έχει αποδειχθεί ότι έχουν αντιμικροβιακή δράση κατά διαφόρων ανθρώπινων παθογόνων. Επιπλέον είναι ασφαλή για την παραγωγή αναλώσιμου ιατρικού ιματισμού και ενδυμάτων ,εσωρούχων ακόμα και κλινοσκεπασμάτων. Κατάλληλα για καλύματα καθισμάτων αυτοκινήτων, λεωφορείων και αεροπλάνων αλλά και για επενδύσεις τοίχου. Για όλες τις περιπτώσεις όπου η ανάγκη απολύμανσης των υφασμάτινων υποστρωμάτων είναι επιτακτική.

Μάσκες με “οικολογική συνείδηση”

Η ειδική τεχνική που εφαρμόζεται στη διαδικασία φινιρίσματος χρησιμοποιεί 50% λιγότερα χημικά από άλλες μεθόδους. Οι χημικές του συνθέσεις βασίζονται σε νερό ενώ δεν χρησιμοποιούνται χημικά συνδετικά ή άλλα επιβλαβή υλικά. Υφάσματα και επιφάνειες που έχουν υποστεί επεξεργασία με την τεχνολογία αυτή είναι ασφαλή για χρήση και ασφαλή για το περιβάλλον. 

Μάσκες νάνο  Γραφενίου

Το γραφένιο γνωστό και ως μονοστρωματικός γραφίτης αποτελεί μια αλλοτροπική μορφή άνθρακα.Είναι ένας δισδιάστατος κρύσταλλος αποτελούμενος αποκλειστικά από άτομα άνθρακα ισχυρώς συνδεδεμένα μεταξύ τους.

Το Γραφένιο είναι το ισχυρότερο, λεπτότερο και πιο αγώγιμο υλικό που είναι γνωστό στον άνθρωπο. Αυτές οι ιδιότητες, δίνουν στο γραφένιο τη δυνατότητα για τη δημιουργία συναρπαστικών νέων εφαρμογών σε ηλεκτρονικά είδη, ενέργεια, ιατρική, αεροδιαστημική και πολλές άλλες αγορές.

Το οξείδιο του γραφενίου, είναι υλικό που μπορεί να διπλωθεί, να ζαρωθεί και—μέχρι ενός σημείου—να τεντωθεί. Αλλά παρόλο ότι έχει το ίδιο πάχος με το συνηθισμένο χαρτί (μόλις ένα χιλιοστό του χιλιοστού) είναι πολύ δύσκαμπτο και εξαιρετικά ανθεκτικό. Μπορεί να προσαρμοστεί για πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης και της μοριακής αποθήκευσης, σαν ιοντικού αγωγού και σαν υπερπυκνωτή (Nature 448 457).

Μια ομάδα από το Βορειοδυτικό Πανεπιστήμιο στο Σικάγο συμπεριλαμβανομένου και του Rodney Ruoff έχει ανακαλύψει ότι μεγάλες ποσότητες οξειδωμένου γραφενίου μπορούν να ‘υφανθούν’ μαζί, δημιουργούν έναν νέο τύπο «χαρτιού» που είναι πιο δύσκαμπτο και ισχυρότερο από άλλα λεπτά υλικά. Συγκεκριμένα δημιούργησαν το νέο υλικό από επικαλυπτόμενα φύλλα οξειδίου του γραφενίου, ενωμένα όπως τα κεραμίδια μιας στέγης χάρη σε δεσμούς υδρογόνου. Επίσης, διπλώνεται σχετικά εύκολα αλλά σκίζεται πολύ δύσκολα.

Μάσκες γραφενίου

Μια άλλη ερευνητική ομάδα του τμήματος Χημείας της CityU (μαζί με άλλους συνεργάτες), με επικεφαλής τον Επίκουρο Καθηγητή Dr. Ye Ruquan, έχει πλέον αναπτύξει μια μάσκα φτιαγμένη με γραφένιο επαγώμενο από λέιζερ.

Η μάσκα γραφενίου έχει ήδη δείξει σημαντικές αντιβακτηριακές ιδιότητες και μεγάλη πιθανότητα δραστικότητας έναντι κοροναϊών. Σε πειράματα με δύο τύπους ανθρώπινου κοροναϊού, οι μάσκες απενεργοποίησαν το 90% των ιικών σωματιδίων στο φως του ήλιου μέσα σε μόλις πέντε λεπτά και 100% μέσα σε 10 λεπτά.

Εκτός από τις αντιβακτηριακές του ιδιότητες, το γραφένιο παράγει επίσης θερμότητα όταν εκτίθεται στο φως, το οποίο βοηθά στη διαδικασία απολύμανσης.

Ο ακριβής λόγος της αντιβακτηριακής φύσης του γραφενίου δεν είναι ακόμα απολύτως γνωστός. Μπορεί να σχετίζεται με βλάβες που προκαλούνται στα βακτηριακά κύτταρα από τις αιχμηρές άκρες του γραφενίου ή να σχετίζεται με τις τις υδατοαπωθητικές του ιδιότητες του γραφενίου που έχουν ώς αποτέλεσμα την αφυδάτωση.

Μία από τις πιο καινοτόμες πτυχές της νέας μάσκας είναι ο τρόπος παραγωγής του γραφενίου που χρησιμοποιείται. Οι συμβατικές μέθοδοι για την παραγωγή γραφενίου έχουν συνήθως χαμηλό έλεγχο του σχήματος του προϊόντος και απαιτούν συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και μακρές διαδρομές σύνθεσης, που συνεπάγονται υψηλό κόστος.

Αντίθετα, η παραγωγή γραφενίου με λέιζερ είναι φθηνή και εύκολη. Περνώντας ένα λέιζερ πάνω από μια περιοχή 100 εκατοστών από ένα υλικό που περιέχει άνθρακα, όπως η κυτταρίνη ή το χαρτί για μόλις 90 δευτερόλεπτα, μπορεί να δημιουργηθεί το απαραίτητο γραφένιο για το εξωτερικό ή το εσωτερικό στρώμα της μάσκας, χρησιμοποιώντας χαμηλή ποσότητα ενέργειας και χωρίς χημικά. Η ρύθμιση της ισχύος του λέιζερ επιτρέπει τον έλεγχο του μεγέθους των πόρων του γραφενίου, δίνοντας στις μάσκες αναπνοή παρόμοια με τις χειρουργικές μάσκες.

ΠΗΓΕΣ

http://emag.medicalexpo.com/technology-to-eliminate-bacteria-and-viruses-on-fabric-used-in-masks/

http://emag.medicalexpo.com/technology-to-eliminate-bacteria-and-viruses-on-fabric-used-in-masks/

https://ec.europa.eu/environment/chemicals/nanotech/faq/definition_en.htm

http://www.physics.ntua.gr/gr/dpms/diplomatikes/miaris.pdf

https://web.archive.org/web/20201228055654/https://www.graphene-info.com/

https://ec.europa.eu/environment/chemicals/nanotech/faq/definition_en.htm

G-MEDICAL 2021