توصل باحثون من معهد العلوم الصناعية بجامعة طوكيو إلى ابتكار مرشح هواء متطور قادر على احتجاز الجسيمات النانوية مثل الفيروسات، مع الحفاظ على تدفق الهواء بسلاسة، ما يمثل خطوة واعدة في تطوير الكمامات الواقية.
وفي دراسة نُشرت في مجلة Materials Advances، أوضح الفريق البحثي أن المرشح الجديد يعتمد على صفائح نانوية مكونة من جزيئات البورفيرين، وهي جزيئات مسطحة تشبه الحلقات وتحتوي على ثقوب مركزية دقيقة. هذه الثقوب صُممت للسماح بمرور جزيئات الغاز الصغيرة، مع منع الجسيمات الأكبر مثل الفيروسات.
وتم تثبيت هذه الصفائح على قماش مُعدل بألياف نانوية ذات مسام بحجم مئات النانومترات، ما يُسهم في بناء هيكل مرشح فعّال. واستُخدمت في عملية تصنيع الصفائح تقنية تعتمد على “تأثير مارانجوني”، وهو تفاعل كيميائي يحدث عند واجهة الهواء والمذيب نتيجة لاختلاف التوتر السطحي، تلاه تثبيت الصفائح على القماش بطريقة الختم.
وخضع المرشح لاختبارات ترشيح الجسيمات باستخدام المعايير المطبقة على كمامات N95، وأظهرت النتائج كفاءة ترشيح وصلت إلى 96%، متجاوزة الحد الأدنى المطلوب لكمامات N95 والبالغ 95%.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، كازويوكي إيشي: “تمكن مرشحنا القائم على البورفيرين من جمع جسيمات نانوية بقطر صغير يصل إلى 100 نانومتر، مع تقليل فرق الضغط بشكل طفيف، ما يشير إلى قدرته على توفير حماية عالية دون التأثير على راحة المستخدم”.
ويمهد هذا الابتكار الطريق نحو تطوير كمامات أكثر فعالية وراحة، خاصة في مواجهة الأوبئة المستقبلية.
