الباحثون يطورون نظام تنقية هواء “يقتل الفيروسات”
طور علماء ومهندسو جامعة كامبردج مادة نانوية جديدة لترشيح الهواء تعتمد على الكربون قادرة على التقاط وتدمير فيروسات مختلفة، بما في ذلك فيروس كورونا الحيواني، وهو قريب من سارس-كوف2 – الفيروس الذي يسبب كوفيد-19.
النموذج الأولي، الذي تم تطويره واختباره من قبل فريق متعدد التخصصات من الباحثين م، في قسم الهندسة، وقسم علوم المواد والمعادن وقسم علم الأمراض، مجهز بأنابيب نانوية كربونية رفيعة للغاية موصلة للكهرباء. يتيح غشاء الترشيح الموصل الجديد إمكانية ترشيح الفيروسات والتعقيم المتزامن بواسطة ومضات حرارية عن طريق التسخين المقاوم لدرجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية، مما يؤدي إلى تعطيل الفيروسات، بما في ذلك فيروس بيتا-كورونا، في ثوانٍ.
يقول الباحثون إن المرشح متعدد الوظائف مفيد بشكل خاص في مكافحة الانتشار الفيروسي للأمراض المحمولة جواً في البيئات المحصورة مثل سيارات الطوارئ والمستشفيات ومراكز الترفيه والتعليم ، سواء تم استخدامه كوحدة قائمة بذاتها أو بالتزامن مع التدفئة والتهوية وأنظمة ترشيح تكييف الهواء (HVAC). تم الإبلاغ عن النتائج، بما في ذلك النتائج التي تم الحصول عليها خلال تجارِب العدوى بالفيروس المدعومة بالنمذجة النظرية، في دورية الكربون العلمية.
يمثل المرشح فئة جديدة من وسائط الترشيح الموصلة التي تتيح الوظائف الكهربائية مع القدرة على الإنتاج بكميات كبيرة، وامتلاك كفاية الترشيح ونفاذية الهواء الذي تتطابق مع مرشحات HEPA التجارية (هواء الجسيمات عالية الكفاية). إنه يلتقط بشكل فعال قطرات السائل التنفسي – الناقل للعديد من الفيروسات، بما في ذلك فيروسات كورونا التي تنتقل عن طريق السعال والتحدث والتنفس وتظل معلقة في الهواء لساعات، وتنتشر على مدى عشرات الأمتار في بيئات مغلقة. تساهم جزيئات الجهاز التنفسي هذه في ارتفاع معدلات الإصابة في الأماكن المغلقة والمزدحمة.
تم إنتاج مادة الأنابيب النانوية الكربونية المبتكرة من خلال عملية فريدة في الجامعة، وهي أيضًا ركيزة مبادرة ANAM، التي يمولها EPSRC، التي تسعى إلى إطلاق العَنان للإمكانات التجارية التي توفرها الأنابيب النانوية الكربونية.
يقول طالب الدكتوراه ليرون إيسمان: “بناءً على المعرفة المكتسبة في أثناء هذا المشروع (منحة ممولة من Innovate UK)، تم تطوير العديد من النماذج الأولية التي توضح قدرة المرشح على تنقية الهواء بنسبة 99٪ في غرفة صغيرة أو سيارة إسعاف في غضون 10-20 دقيقة.
تم البَدْء في العديد من مشاريع التعاون الصناعي مع شركات تنقية الهواء الرائدة عالميًا لإدخال مادة الأنابيب النانوية الكربونية هذه في أحدث التطبيقات للمساعدة في مكافحة كوفيد-19 ومسببات الأمراض الأخرى المنتشرة في الجو.
“لتلبية متطلبات السوق، يتم توسيع نطاق عمليتنا الفريدة تجاريًا من قبل Q-Flo Limited ، وهي شركة تابعة لجامعة كامبريدج، لإنتاج أكثر من 100000 متر مربع / سنويًا من مادة الغشاء. وتتمثل فوائد مواد الترشيح الموصلة هذه في أنها توفر مقاومة منخفضة للتدفق مع قدرات إضافية للتدفئة والاستشعار”.
المصدر: مترجم بتصرف من موقع nano-magazine.كوم
