Нанотехнологическая антимикробная маска фильтрует 99,9% бактерий, вирусов и частиц смога
Ученые-материаловеды из Наньянского технологического университета (NTU Singapore) разработали многоразовую «нанотехнологическую маску», которая фильтрует 99,9% бактерий, вирусов и взвешенных частиц (PM), а также убивает бактерии.
Её новое антимикробное покрытие убивает бактерии за 45 секунд и сохраняет эффективность не менее 144 часов (шесть дней).
Её эффективность фильтрации превосходит маски N95 (95% фильтрации PM0,3), её можно стирать и использовать повторно более 10 раз.
Антимикробное покрытие
Маска состоит из двух ключевых компонентов:
- Антимикробное покрытие из наночастиц меди, разработанное профессором Лам Йенг Мин.
- Тканевая основа с уникальными диэлектрическими свойствами, притягивающими наночастицы и микробы, изобретенная доцентом Лю Чжэном.
В экспериментах покрытие продемонстрировало крайне высокую и устойчивую антибактериальную активность с эффективностью уничтожения до 99,9% даже для полирезистентных бактерий.
Причины эффективности покрытия:
- Размер наночастиц: они примерно в 1000 раз меньше ширины человеческого волоса, что обеспечивает огромную площадь поверхности для контакта.
- Механизм действия: оксид меди индуцирует образование активных форм кислорода, которые повреждают ДНК и клеточные структуры бактерий, такие как мембрана, приводя к их гибели.
Покрытие можно наносить распылением на любые поверхности. Оно выдерживает 120 циклов стирки (с мылом при 45°C) практически без потери меди, что минимизирует риск токсичности для человека. Наночастицы прочно связаны с волокнами и не контактируют с кожей.
Преимущества фильтрации
Основа маски — нетканый фильтр из полипропилена (PP) с интегрированными диэлектрическими материалами, которые электростатически притягивают заряженные частицы.
Характеристики:
- Диаметр волокон: 200–300 нанометров.
- Эффективность фильтрации (BFE): до 99,9% для широкого диапазона частиц — от PM10 до PM0,3 (0,3 микрона).
- Сопротивление дыханию: ниже, чем у плотных респираторов N95, благодаря большей площади поверхности волокон.
- Сравнение: на 50% эффективнее обычных масок из чистого PP (95% BFE).
Маску можно стирать более 10 раз без потери эффективности фильтрации.
Коммерциализация и перспективы
- Антимикробное покрытие запатентовано через NTUitive, и команда профессора Лама уже сотрудничает с местной компанией.
- Диэлектрический композитный материал доцента Лю используется зарубежным производителем для выпуска коммерческих масок N95 с улучшенной воздухопроницаемостью.
- Ученые ищут партнеров в промышленности для лицензирования и масштабирования производства этой 2-в-1 маски и готовят публикации в научных журналах.