نانوالیاف پلی‌اکریلونیتریل بارور شده به اکسید گرافن/ نانوذرات نقره (GO/AgNP) برای کاربرد بالقوه در فیلتراسیون هوا

چکیده

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) : نیاز فوری برای توسعه فیلتر هوا تجهیزات محافظ شخصی[1](PPE) به‌منظور از بین بردن عواملی که باعث بدتر شدن کیفیت هوا می­‌شوند، احساس می‌شود. به­‌طور­ خاص، آلاینده‌­های موجود در هوا مانند آئوروسول­‌ها[2]، ذرات معلق (PM_2.5، PM₁₀) و میکروب‌­ها و غیره،خطرات جدی برای سلامتی ایجاد می­‌نمایند.در این­ بررسی، غشای نانوالیافی کامپوزیتی با قالب PAN[3] با استفاده از GO/AgNP به­‌عنوان مواد پرکننده با فرآیند الکتروریسی ساخته شد.این غشا برای کاربرد دو منظوره، یکی به­‌عنوان فیلتر تصفیه  بالقوه مکان استفاده [4](POU) برای هر دو مورد آلاینده­‌های موجود در هوا و برای میکروب­‌ها ساخته ­شده ­است. خواص غشا­ی ­نانوالیاف­ کامپوزیت PAN-GO/AgNPتوسعه‌یافته، با تکنیک‌های تجزیه‌ای مختلفی مانند میکروسکوپ ­الکترونی ­روبشی‌ میدانی[5](FE-SEM)،میکروسکوپ الکترونی‌­عبوری[6](TEM)،طیف‌ سنجی­ فروسرخ­ تبدیل­‌فوریه[7](FTIR) و‌ میکروسکوپ ­نیروی‌­اتمی[8](AFM) مورد مطالعه قرار گرفت. ارزیابی نفوذ دیسکی[9] اثر ضد باکتریایی موثری با داشتن ناحیه مهار[10](ZOI) به ترتیب 19~ و 18~ میلی‌متر در برابر سویه‌های باکتریایی مانند [11]S.aureus و GFP E. coli[12] نشان داد. بنابراین از این پس، غشای نانوالیاف ­کامپوزیتی توسعه یافته می‌­تواند به‌­عنوان فیلتر نانوالیافی بالقوه برای آلاینده‌­ها و میکروب­‌های موجود در هوا استفاده شوند.

نتیجه‌­گیری

غشای­ نانوالیاف ­کامپوزیتی مبتنی‌­بر پلی­‌اکریلونیتریل با استفاده از GO/AgNP به‌عنوان مواد پرکننده با خواص شیمیایی سطحی افزایش یافته، حرارتی و باکتری­‌کشی ساخته شد. غشای PAN-GO/AgNP توسعه‌یافته توانایی فیلتراسیون عالی را نشان می‌دهد که می‌تواند هر آلاینده‌ای با اندازه 7/2 میکرومتر را که نزدیک به ذرات بسیار سمی (PM_2.5) در اتمسفر است را حذف نماید. آزمون­‌های آزمایشگاهی انجام شده در برابر دود سیگار و دود مشک، توانایی فیلتراسیون موثر غشا را که از تجزیه و تحلیل طیف IR[13] ارزیابی شده است، نشان می‌­دهد. متعاقباً، غشا فعالیت ضد باکتریایی در برابر GFP E. coli و S.aureus با استفاده از روش انتشار دیسک [14]نشان داد. استفاده از غشای نانوالیاف مبتنی­‌بر PAN استحکام مکانیکی را فراهم می­‌نماید که می­‌تواند برای ساخت فیلترهای تجاری مناسب باشد. به‌جای رویکرد تئوری، فیلتر غشایی نانوالیافی ایجاد گردیده است که می‌تواند در یک ماسک تجاری تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) استفاده گردد. این را می­‌توان با افزایش شکل­‌پذیری‌لایه­‌های نانوالیافی، از طریق کنترل پارامترهای محلول مانند ویسکوزیته، قطر الیاف، ولتاژ و غیره به دست آورد. محصول نهایی می­‌تواند به­‌عنوان ماسک صورت ضدآلاینده در موسسات مختلف مانند بیمارستان‌ها (به‌عنوان ماسک ضد میکروبی)، صنایع، وسایل نقلیه، فعالیت‌های روزمره و غیره مورد استفاده قرار گیرد. از این‌­رو غشای نانوالیافی کامپوزیت PAN-GO/AgNP می­‌تواند یک فیلتر POU موثر برای حذف آلاینده‌­های موجود در هوا و آب باشد.

الکتروریسی[13]، اکسید گرافن[14]، ذرات معلق[15]، فیلتر هوا[16]، آنتی‌­باکتریال­‌ها[17]

Reference

Sharma, A., Kumar, S. R., Katiyar, V. K., & Gopinath, P. (2021). Graphene oxide/silver nanoparticle (GO/AgNP) impregnated polyacrylonitrile nanofibers for potential application in air filtration. Nano-Structures & Nano-Objects, 26, 100708.

[1] Personal protective equipment

[2] Aerosols

[3] Polyacrylonitrile

[4] Potential point of use

[5] Field emission scanning electron microscope

[6] Transmission electron microscopy

[7] Fourier transform infrared spectroscopy

[8] Atomic force microscopy

[9] The disc diffusion assay

[10] Zone of inhibition

[11] Staphylococcus aureus

[12] Escherichia coli

[13] Electrospinning

[14] Graphene oxide

[15] Particulate matter

[16] Air filter

[17] Antibacterials

ترجمه و ویرایش : شیرین میران موسوی

هانیه میران موسوی