2019 ஆம் ஆண்டில், நாவல் கொரோனா வைரஸ் நோய் (COVID-19) வெடித்து விரைவாக உலகம் முழுவதும் பரவியது. தற்போது கண்டுபிடிக்கப்பட்ட கோவிட்-19 வைரஸின் விட்டம் 60-140 nm ஆகும், மேலும் முக்கிய பரிமாற்ற வழிகள் நேரடி பரிமாற்றம், ஏரோசல் பரிமாற்றம் மற்றும் தொடர்பு பரிமாற்றம் ஆகும். இதன் விளைவாக, N95 வகுப்பு முகமூடிகளுக்கான தேவை (N95 FFR) வியத்தகு அளவில் அதிகரித்துள்ளது. N95 வகை முகமூடிகள் முக்கியமாக பாலிப்ரோப்பிலீன் (PP) உருகிய நான் நெய்யப்படாதவைகளால் செய்யப்படுகின்றன. வடிகட்டுதல் திறனை மேம்படுத்துவதற்கும், ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த எதிர்ப்பை பராமரிப்பதற்கும், நிலையான சார்ஜ் வழியாக N95 FFR க்கு வலுவான துகள் ஒட்டுதலை வழங்க PP ஃபைபர்கள் கொரோனா வெளியேற்ற முறைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், பயன்பாட்டின் போது கட்டணம் இழக்கப்படலாம், இதன் விளைவாக வடிகட்டுதல் திறன் குறைகிறது. கூடுதலாக, சுகாதாரம், சேதம், அதிகரித்த சுவாச எதிர்ப்பு மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிகட்டுதல் திறன் போன்ற காரணிகளால் N95 FFR இன் மறுபயன்பாடு தடைசெய்யப்பட்டுள்ளது. இதைக் கருத்தில் கொண்டு, ஜிலின் பல்கலைக்கழகத்தின் யூ ஜிஹாங் தலைமையிலான குழு, துருவ-உந்துதல் இடைவினைகள் மூலம் குறிப்பிடத்தக்க வடிகட்டுதல் பண்புகளை அடைய வேதியியல் ரீதியாக மாற்றியமைக்கப்பட்ட மேற்பரப்புகளின் அடிப்படையில் நிலையான N97 நானோஃபைபர் சுவாசக் கருவியை உருவாக்கியது. பாலிஅக்ரிலோனிட்ரைல் நானோஃபைபர் சவ்வு (TFPNM) 0.42 PA-1 இல் பூசுவதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது (வடிகட்டுதல் திறன்: 97%க்கு மேல்; அழுத்தம் வீழ்ச்சி: தோராயமாக. 10 Pa) ஒட்டுமொத்த நீடித்த வடிகட்டுதல் செயல்திறனை வழங்குகிறது. Coxsackie B4 வைரஸ் வடிகட்டுதல் சோதனை TFPNM வலுவான வைரஸ் பிடிப்பு திறனையும் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. N95 FFR உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​TFPNM ஆனது பரவலான கிருமிநாசினி முறைகளுக்கு (வைரஸ் வகை: Coxsackie B4 வைரஸ் (CV-B4) மற்றும் மைக்ரோ ஆர்என்ஏ வைரஸ்) அதிக எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது, மேலும் ஒட்டுமொத்த வடிகட்டுதல் பண்புகள் N97 தரநிலையில் உள்ளது. இது தொடர்பான பணியானது "நானோனஸ் சவ்வுகளின் அடிப்படையில் காற்றில் பரவும் வைரஸ் பிடிப்புக்கான துருவமுனைப்பு-ஆதிக்கம் கொண்ட நிலையான N97 சுவாசக் கருவிகள்" என்ற தலைப்பில் ஒரு சிறந்த சர்வதேச இதழான Angewandte Chemie இல் வெளியிடப்பட்டது.

TFPNMகளின் மேற்பரப்பு துருவமுனைப்பு மற்றும் நிலைத்தன்மை

மெல்லிய படலம் (TF) பூசப்பட்ட எலக்ட்ரோஸ்பன் பாலிஅக்ரிலோனிட்ரைல் (PAN) நானோஃபைபர் சவ்வுகள் (TFPNMs) எலக்ட்ரோஸ்பின்னிங் தொழில்நுட்பத்தால் தயாரிக்கப்பட்டு, இடைமுக பாலிமரைசேஷன் செயல்முறைகள் மூலம் மாறுபட்ட இறுதிக் குழுக்களுடன் வெளிர் மஞ்சள் துணிகளை உருவாக்குகின்றன. PP உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​TFPNM கள் ஒரு வலுவான மேற்பரப்பு துருவமுனைப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது வெவ்வேறு பூச்சுகளால் மாற்றப்படலாம். TFPNM இன் நிலைத்தன்மையை மேலும் மதிப்பிட, குழு ஃபைபர் சவ்வுகளை அதிக வெப்பநிலை (> 80 °C), ஒரு நீராவி வளிமண்டலம் (அதிக ஈரப்பதம்> 100 °C), 75% ஆல்கஹால், குளோரினேட்டட் கிருமிநாசினி நீர் மற்றும் புற ஊதா ஆகியவற்றிற்கு வெளிப்படுத்துவதன் மூலம் அவற்றை சோதித்தது. (UV) ஒளி. TFPNM இல் குறிப்பிடத்தக்க சேதம் மற்றும் எடை இழப்பு இல்லை என்று கண்டறியப்பட்டது, இது ஃபைபர் வடிவவியலில் எந்த மாற்றமும் இல்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. ஆரம்ப TFPNM உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சிகிச்சைக்குப் பின் TFPNM இன் மேற்பரப்பு துருவமுனைப்பு மாறாமல் உள்ளது. நிலையான மேற்பரப்பு துருவமுனைப்பு சவ்வு மற்றும் PMs/ ஏரோசோல்களுக்கு இடையே நிலையான துருவ இடைவினைகளை செயல்படுத்துகிறது, இது TFPNM களுக்கு பல்வேறு கடுமையான நிலைமைகளில் மீண்டும் பயன்படுத்த பெரும் திறனை அளிக்கிறது.

படம் 1 TFPNMகளின் உருவவியல் மற்றும் நிலைத்தன்மை

TFPNM காற்று வடிகட்டுதல் திறன்

அபாயகரமான காற்றின் தர நிலைமைகளின் கீழ் அதன் காற்று வடிகட்டுதல் செயல்திறனை உருவகப்படுத்த பல்வேறு அளவுகளின் (PM கள்) துகள்களைப் பிடிக்கும் TFPNM களின் திறனை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முதலில் ஆய்வு செய்தனர் (படம் 2). எரியும் தூபமானது (PM, CO, CO2, NO2 போன்ற பல்வேறு மாசுபடுத்திகளைக் கொண்டது) தீங்கு விளைவிக்கும் துகள்களின் அளவைக் காட்ட ஆய்வகத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அனைத்து TFPNM க்கும் உகந்த அடிப்படை எடை கட்டுப்பாடு 10 g/m2 ஆகும். வெவ்வேறு மேற்பரப்பு துருவங்களைக் கொண்ட ஐந்து TFPNMகள் வடிகட்டுதல் செயல்திறனில் பெரும் வேறுபாடுகளைக் காட்டுகின்றன. PM0.3 க்கான வடிகட்டுதல் செயல்திறனின் முடிவுகள் குறைந்த மேற்பரப்பு துருவமுனைப்பிலிருந்து மிக உயர்ந்த ஃபைபர் சவ்வு வரை 50.00% முதல் 97.45% வரை இருக்கும். அவற்றில், சயனைடு மற்றும் கார்பாக்சைல் குழுக்களுடன் கூடிய TFPNMகள் 97%க்கும் அதிகமான வடிகட்டுதல் செயல்திறனைக் காட்டின. TFPNM இன் நீண்ட கால செயல்திறனை ஆராய, PAN மூலக்கூறின் அதே முனையக் குழுவுடன் TFPNM இன் வெகுஜன நிலை 10 மணிநேரத்திற்கு அபாயகரமான காற்றில் வைக்கப்பட்ட பிறகு சோதிக்கப்பட்டது. PAN nanofiber membrane (PNM) வடிகட்டுதல் திறன் PM97.10 க்கு 94.57% இலிருந்து 0.3% ஆகவும், PM99.67 க்கு 99.42% இலிருந்து 2.5% ஆகவும் 10 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு குறைந்துள்ளதாக முடிவுகள் காட்டுகின்றன. இருப்பினும், CTFPNM இன் வடிகட்டுதல் பண்புகள் நிலையானதாக இருந்தன, முறையே 97.00 மணி நேரத்திற்குள் PM99.90 மற்றும் PM0.3 க்கு 2.5% மற்றும் 10% அதிகமாக இருந்தது.

படம் வெவ்வேறு மேற்பரப்பு துருவமுனைப்புகளுடன் TFPNM களின் செயல்திறனை 2 PMகள் கைப்பற்றுகின்றன

TFPNM மற்றும் N95 FFR இடையே காற்று வடிகட்டுதல் செயல்திறன் ஒப்பீடு

N95 FFR (படம் 3) உடன் NaCl ஏரோசோல்களில் அவற்றின் வடிகட்டுதல் பண்புகளை ஒப்பிட்டுப் பார்க்க அதிக மேற்பரப்பு துருவமுனைப்பு (CTFPNM மற்றும் CTFPNM) கொண்ட இரண்டு TFPNM அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. CTFPNM மற்றும் CTFPNM இன் வடிகட்டுதல் திறன் இரண்டும் N97 அளவை எட்டியது மற்றும் 24 மணிநேர வடிகட்டலின் போது நிலையானதாக இருந்தது. மாறாக, N95 FFR, முக்கியமாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட PP மெல்ட்-ப்ளோன் அல்லாத நெய்தங்களால் ஆனது, வடிகட்டலின் போது வெளிப்படையான உறுதியற்ற தன்மையைக் காட்டுகிறது. TFPNM இன் வடிகட்டி செயல்திறன் மின்னியல் விளைவு மூலம் மேலும் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட cTFPNM மற்றும் cTFPNMக்கு, அவற்றின் வடிகட்டுதல் திறன் N98க்கு சற்று மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், இந்த சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சுவாச சவ்வுகளின் வடிகட்டுதல் திறன், மேற்பரப்பு நிலையான மின்னூட்டத்தின் (97 kV முதல் 24±0.15 kV வரை) குறைவினால் 0.02 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு N0.03 வகுப்பிற்குக் குறைந்தது. பல்வேறு நாடுகளில் இருந்து TFPNM மற்றும் N95 FFRS இடையே காற்று வடிகட்டுதல் பண்புகளில் உள்ள வேறுபாடுகளை ஆசிரியர் மேலும் ஆய்வு செய்கிறார். 95 மணிநேர தொடர்ச்சியான வடிகட்டலுக்குப் பிறகு அனைத்து மாதிரிகளின் வடிகட்டுதல் திறன் 24% க்கும் குறைவாகக் குறைந்தது. அதே சோதனை நிலைமைகளின் கீழ், N95 FFR இன் வடிகட்டுதல் திறன் 24 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு cTFPNM ஐ விட குறைவாக இருந்தது.

படம் 3 TFPNMகளின் வடிகட்டி பண்புகள் மற்றும் N95 FFRகளின் பல பிராண்டுகளின் வடிகட்டி அடுக்குகள்

TFPNMகள் வைரஸ்கள் மற்றும் பல்வேறு கிருமிநாசினி சிகிச்சைகளுக்கான வடிகட்டுதல் திறன்

CTFPNM ஆனது காக்ஸ்சாக்கி B4 வைரஸ் (CV-B4) மற்றும் மைக்ரோ ஆர்என்ஏ வைரஸ் ஏரோசால் (27-30 nm) ஆகியவற்றில் அதன் வடிகட்டுதல் திறனை மதிப்பிடுவதற்காக வைக்கப்பட்டது. மற்றும் N95 FFR (MEO பிராண்ட்) வைரஸ் வடிகட்டுதல் சோதனை. cTFPNM 97 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு N24 வடிகட்டுதல் செயல்திறனைப் பராமரித்ததாக முடிவுகள் காட்டுகின்றன, அதே நேரத்தில் MEO N95 FFR வடிகட்டுதல் திறன் 95 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு 24% க்கும் கீழே குறைந்தது. TFPNMகளின் மறுபயன்பாடு பற்றி ஆய்வு செய்வதற்காக, cTFPNM களுக்கு ஐந்து சிகிச்சை முறைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன: 80 ℃ வெப்ப சிகிச்சை; நீராவி (100 ℃ இல் வெப்ப அடிப்படை புரதக் குறைப்பு); 75% ஆல்கஹால் (புரதம் குறைக்கப்பட்டது); வீட்டு குளோரின் அடிப்படையிலான தீர்வு (செல் சிதைவு, இரசாயன சேதம்); புற ஊதா கிருமிநாசினி கதிர்வீச்சு (DNA/RNA அழிவு, UVC 254 nm). முதல் சிகிச்சை சுழற்சிக்குப் பிறகு, cTFPNMகளின் அனைத்து வடிகட்டுதல் திறன்களும் N97 இன் மட்டத்தில் மாறாமல் இருக்கும் மற்றும் அழுத்தம் வீழ்ச்சி 9 மற்றும் 10 Pa இடையே இருக்கும். இதற்கு மாறாக, N95 FFR முதல் சுழற்சிக்குப் பிறகு பல்வேறு சிகிச்சைகளுக்குப் பிறகு வெவ்வேறு வடிகட்டுதல் செயல்திறனைக் காட்டியது. வெப்பமூட்டும் மற்றும் புற ஊதா கிருமிநாசினி கதிர்வீச்சு (UVGI) பெரும்பாலான N95 FFRS இன் வடிகட்டுதல் பண்புகளை பராமரிக்கிறது. இருப்பினும், தீர்வு சிகிச்சையின் அடிப்படையில் மாதிரிகளின் வடிகட்டுதல் திறன் 50% ~ 80% ஆகக் குறைகிறது.

படம் 4 cTFPNM இல் வைரஸ் வடிகட்டுதல் செயல்திறன்

குறிப்பு :(a) (b) என்பது cTFPNM, (c) (d) என்பது மீயோ பிராண்டின் N95 FFR இன் செயல்திறன் மற்றும் அழுத்தம் வீழ்ச்சியாகும்

படம் 5 FFR இன் பரிணாமம் மற்றும் ஐந்து வெவ்வேறு கிருமி நீக்கம் சிகிச்சைகளுக்குப் பிறகு ஒட்டுமொத்த வடிகட்டுதல் செயல்திறன்

முழு உரை இணைப்புகள்: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108951