Ученые Пермского политехнического университета разработали воздушный фильтр на основе активной углеродной ткани и меди, защищающий как от токсичных газов и мелкой пыли, так и от микроорганизмов. В отличие от аналогов, композиционный фильтр не только поглощает и удерживает бактерии, но и уничтожает их. В перспективе разработка позволит создавать более совершенные средства индивидуальной защиты. Результаты исследования опубликованы в журнале «Химическая технология и биотехнология».
Существующие средства защиты органов дыхания пока не способны обеспечить универсальную безопасность: одни останавливают и уничтожают микроорганизмы, но не справляются с токсичными газами, другие, защищая от ядовитых паров, только удерживают бактерии внутри, не уничтожая их. При этом бактерицидные добавки со временем теряют эффективность, а сорбционные свойства исчерпываются: использованные маски, в материале которых продолжают развиваться микроорганизмы, могут стать вторичным источником бактериального заражения.
Ученые Пермского политеха создают изделие, комплексно решающее проблему. Композитный воздушный фильтр, состоящий из нескольких слоев активной углеродной ткани с нанесением частиц металлической меди, не только уничтожает микроорганизмы, но и защищает от токсичных газов.
«Сама активная углеродная ткань способна эффективно поглощать токсичные газы. В проведенных испытаниях мы показали возможность очистки воздуха от загрязняющих веществ с концентрациями, которые значительно превышают концентрации веществ в атмосфере и даже в сильно загрязненных помещениях. Нанесение на ткань покрытия из меди позволяет также уничтожать поглощенные из воздуха бактерии. Бактерицидные свойства меди хорошо известны. Мы проводили тесты, направляя через фильтр поток воздуха, насыщенный биомассой микроорганизмов, и подтвердили высокий, практически стопроцентный уровень очистки», — рассказала корреспонденту «Научной России» доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат химических наук Елена Фарберова.
Для нанесения частиц металлической меди на углеродную ткань ученые применили модернизированный электролитический метод: ткань как токопроводящий материал используется в качестве катода, на который наносится медь из раствора электролита соответствующего состава.
«В настоящий момент мы экспериментируем с составом и концентрацией электролита, а также с режимами процесса нанесения меди, выясняем, как это влияет на размеры частиц меди, закрепляющихся на ткани. Мы уже подтвердили, что частицы меди на поверхности активной углеродной ткани закрепляются достаточно прочно и полностью остаются после продувки в составе фильтра», — добавила Елена Фарберова.
По ее словам, сегодня промышленность практически не работает с активной углеродной тканью в направлении создания СИЗОД. Проблема заключается в раскройке — из-за мягкости волокон они крошатся, необходимы особая обработка и фиксация. Это одна из актуальных задач, которые решают специалисты ПНИПУ. Также ученые выясняют ресурс фильтров: насколько долго они сохраняют эффективность при использовании и хранении.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото: Пресс-служба ПНИПУ
