Nanofibermasker kan steriliseres flere gange uden forringelse af filterydeevnen

Med den globale spredning af coronavirus-infektioner, personlige værnemidler, især ansigtsmasker, får meget opmærksomhed. Masker er væsentlige genstande til den primære beskyttelse af luftvejene mod vira og bakterier, der overføres gennem luften som dråber.

N95-masker er i øjeblikket svære at få, så der er et presserende behov for en sikker metode til at forlænge deres anvendelighed gennem desinfektion og genbrug med minimalt tab af ydeevne og integritet. Partikelfiltrering og luftgennemtrængelighed er nøglefaktorer for at bestemme ydeevnen under rengøring og desinficering af N95-certificerede masker. Dette er afgørende for at forebygge infektioner. Shinshu University har en track record med at udføre forskning i produktionsmetoder og anvendelser af "nanofiber ikke-vævet stof" siden før coronavirus-udbruddet.

Midt i den nuværende sociale baggrund, et forskerhold ledet af professor Ick Soo Kim fra Shinshu University's Institute for Fiber Engineering (IFES) med ph.d. studerende Sana Ullah og Azeem Ullah og professor Cha Hyung Joon fra POSTECH (specielt inviteret professor i IFES) med ph.d. studerende Jaeyun Lee og Yeonsu Jeong, undersøgte effektiviteten af ​​at sterilisere N95-masker. De så på kommercielt tilgængelige smelteblæste nonwoven stof N95 masker og nonwoven nanofiber masker med N95 filtre. De undersøgte filtreringseffektiviteten, komfort for bæreren, og filterformændring efter vask og desinficering. Metoderne til desinfektionstest involverede direkte sprøjtning af 75 % ethanol på maskefilteret og lufttørring, og læg maskefilteret i blød i 75 % ethanolopløsning i 5 minutter til 24 timer og lad det lufttørre naturligt.

Filtreringseffektiviteten af ​​begge filtre (smelteblæst filter og nanofiberfilter) var 95 % eller mere før brug, hvilket indikerer, at bærerens åndedrætsorganer effektivt kan beskyttes. Testene tydeliggjorde også, at indersiden af ​​filteret effektivt kan steriliseres ved at sprøjte ethanol 3 gange eller mere eller nedsænke det i en ethanolopløsning i mere end 5 minutter. Imidlertid, når masken blev genbrugt efter ethanoldesinfektionen, filtreringseffektiviteten af ​​det smelteblæste filter faldt til 64%. På den anden side, nanofiberfilteret forringedes ikke i filterydelse, selv efter 10 eller flere brug.

Smelteblæste filtre arbejder efter princippet om elektrostatisk ladning til fjernelse af partikler, som resultat af ethanolsprøjtning eller neddypning af den elektrostatiske ladning på overfladen af ​​smelteblæst filter gik tabt, så effektiviteten af ​​smelteblæst filter blev signifikant reduceret. På den anden side, nanofiberfilterets filtreringsmekanisme er uafhængig af statisk ladning og fuldstændig afhængig af porediameter, porefordeling, og morfologi af nanofibre. Som i resultatet af desinfektion, morfologien af ​​nanofibre blev ikke påvirket, dermed fastholdt den også sin filtrering så optimal, som den var før brug.

Ud over, nanofiberfilteret har højere varmeemission og kuldioxidemissionsydelse end det smelteblæste filter, og udviser fremragende åndbarhed. Tilsvarende det blev bekræftet, at nanofiberfilteret havde lavere cytotoksicitet end det smelteblæste filter, da et sikkerhedseksperiment med human hud og karceller blev udført.

Som nævnt ovenfor, begge maskefiltre har lignende filtreringsydelse på tidspunktet for første brug, men efter desinficering og genbrug, nanofiberfilteret udviser ikke ydeevneforringelse. Med andre ord, nanofiberfiltre kan nemt steriliseres med ethanol derhjemme og genbruges flere gange.

"Denne forskning er en eksperimentel verifikation af den biologiske sikkerhed af nanofibermasker og opretholdelsen af ​​filtreringseffektivitet efter vask, som for nylig er blevet et problem, " siger professor Cha Hyung Joon, som var med til at lede forskningen. Professor Ick Soo Kim håber, at nanofibermasker vil fungere som et middel til at forebygge i anden og tredje bølge af coronavirus-infektioner.