2019లో, నవల కరోనావైరస్ వ్యాధి (COVID-19) ప్రబలింది మరియు త్వరగా ప్రపంచవ్యాప్తంగా వ్యాపించింది. ప్రస్తుతం కనుగొనబడిన COVID-19 వైరస్ యొక్క వ్యాసం 60-140 nm, మరియు ప్రధాన ప్రసార మార్గాలు డైరెక్ట్ ట్రాన్స్‌మిషన్, ఏరోసోల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ మరియు కాంటాక్ట్ ట్రాన్స్‌మిషన్. ఫలితంగా, N95 క్లాస్ మాస్క్‌లకు (N95 FFR) డిమాండ్ అనూహ్యంగా పెరిగింది. N95 క్లాస్ మాస్క్‌లు ప్రధానంగా పాలీప్రొఫైలిన్ (PP) మెల్ట్-బ్లోన్ నాన్‌వోవెన్స్‌తో తయారు చేయబడ్డాయి. వడపోత సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ నిరోధకతను నిర్వహించడానికి, స్టాటిక్ ఛార్జ్ ద్వారా N95 FFRకి బలమైన కణ సంశ్లేషణను అందించడానికి PP ఫైబర్‌లు కరోనా ఉత్సర్గ పద్ధతులకు లోబడి ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, ఉపయోగం సమయంలో ఛార్జ్ కోల్పోవచ్చు, దీని ఫలితంగా వడపోత సామర్థ్యం తగ్గుతుంది. అదనంగా, పరిశుభ్రత, నష్టం, పెరిగిన శ్వాసకోశ నిరోధకత మరియు వడపోత సామర్థ్యం తగ్గడం వంటి కారణాల వల్ల N95 FFR యొక్క పునర్వినియోగం పరిమితం చేయబడింది. దీని దృష్ట్యా, జిలిన్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన యు జిహాంగ్ నేతృత్వంలోని బృందం ధ్రువ-ఆధారిత పరస్పర చర్యల ద్వారా గణనీయమైన వడపోత లక్షణాలను సాధించడానికి రసాయనికంగా సవరించిన ఉపరితలాల ఆధారంగా స్థిరమైన N97 నానోఫైబర్ రెస్పిరేటర్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. ఇది 0.42 PA-1 (వడపోత సామర్థ్యం: 97% కంటే ఎక్కువ; ప్రెజర్ డ్రాప్: సుమారు. 10 Pa) వద్ద పాలియాక్రిలోనిట్రైల్ నానోఫైబర్ మెమ్బ్రేన్ (TFPNM) పూత ద్వారా సాధించబడుతుంది, ఇది మొత్తం మన్నికైన వడపోత పనితీరును అందిస్తుంది. కాక్స్సాకీ B4 వైరస్ వడపోత పరీక్ష TFPNM కూడా బలమైన వైరస్ సంగ్రహ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని చూపింది. N95 FFRతో పోలిస్తే, TFPNM విస్తృత శ్రేణి క్రిమిసంహారక విధానాలకు (వైరస్ రకం: కాక్స్సాకీ B4 వైరస్ (CV-B4) మరియు మైక్రో RNA వైరస్) మరింత నిరోధకతను కలిగి ఉంది మరియు మొత్తం వడపోత లక్షణాలు N97 ప్రమాణంగా ఉంటాయి. సంబంధిత పని "పోలారిటీ-డామినేటెడ్ స్టేబుల్ N97 రెస్పిరేటర్స్ ఫర్ ఎయిర్‌బోర్న్ వైరస్ క్యాప్చర్ ఆధారిత నానోనానస్ మెంబ్రేన్‌లు "అనేది అగ్ర అంతర్జాతీయ జర్నల్ అయిన అంగేవాండ్టే కెమీలో ప్రచురించబడింది.

TFPNMల యొక్క ఉపరితల ధ్రువణత మరియు స్థిరత్వం

థిన్ ఫిల్మ్ (TF) కోటెడ్ ఎలక్ట్రోస్పన్ పాలియాక్రిలోనిట్రైల్ (PAN) నానోఫైబర్ మెమ్బ్రేన్‌లు (TFPNMలు) ఎలక్ట్రోస్పిన్నింగ్ టెక్నాలజీ ద్వారా తయారు చేయబడతాయి మరియు వేరియబుల్ ఎండ్ గ్రూప్‌లతో లేత పసుపు బట్టలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇంటర్‌ఫేషియల్ పాలిమరైజేషన్ ప్రక్రియల ద్వారా ఫంక్షనలైజ్ చేయబడతాయి. PPతో పోలిస్తే, TFPNMలు బలమైన ఉపరితల ధ్రువణతను కలిగి ఉంటాయి, వీటిని వేర్వేరు పూతలతో మార్చవచ్చు. TFPNM యొక్క స్థిరత్వాన్ని మరింతగా అంచనా వేయడానికి, బృందం ఫైబర్ పొరలను అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు (> 80 °C), ఆవిరి వాతావరణం (అధిక తేమ> 100 °C), 75% ఆల్కహాల్, క్లోరినేటెడ్ క్రిమిసంహారక నీరు మరియు అతినీలలోహితానికి బహిర్గతం చేయడం ద్వారా వాటిని పరీక్షించింది. (UV) కాంతి. TFPNM గణనీయమైన నష్టం మరియు బరువు తగ్గడం లేదని కనుగొనబడింది, ఇది ఫైబర్ జ్యామితిలో ఎటువంటి మార్పు లేదని సూచిస్తుంది. ప్రారంభ TFPNMతో పోలిస్తే, చికిత్స తర్వాత TFPNM యొక్క ఉపరితల ధ్రువణత మారదు. స్థిరమైన ఉపరితల ధ్రువణత పొర మరియు PMs/ఏరోసోల్‌ల మధ్య స్థిరమైన ధ్రువ పరస్పర చర్యలను అనుమతిస్తుంది, TFPNMలు వివిధ రకాల కఠినమైన పరిస్థితులలో పునర్వినియోగానికి గొప్ప సామర్థ్యాన్ని అందిస్తాయి.

మూర్తి 1 TFPNMల స్వరూపం మరియు స్థిరత్వం

TFPNM గాలి వడపోత సామర్థ్యం

ప్రమాదకర గాలి నాణ్యత పరిస్థితులలో దాని గాలి వడపోత పనితీరును అనుకరించడానికి వివిధ పరిమాణాల (PM లు) కణాలను సంగ్రహించే TFPNMల సామర్థ్యాన్ని పరిశోధకులు మొదట పరిశీలించారు (మూర్తి 2). ప్రయోగశాలలో హానికరమైన రేణువుల స్థాయిలను ప్రదర్శించడానికి ధూపం (PM, CO, CO2, NO2, మొదలైన వివిధ కాలుష్య కారకాలను కలిగి ఉంటుంది) ఉపయోగించబడుతుంది. అన్ని TFPNM కోసం సరైన బేస్ బరువు నియంత్రణ 10 g/m2. వివిధ ఉపరితల ధ్రువణత కలిగిన ఐదు TFPNMలు వడపోత సామర్థ్యంలో గొప్ప తేడాలను చూపుతాయి. PM0.3 కోసం వడపోత సామర్థ్యం యొక్క ఫలితాలు అత్యల్ప ఉపరితల ధ్రువణత నుండి అత్యధిక ఫైబర్ పొర వరకు 50.00% నుండి 97.45% వరకు ఉన్నాయి. వాటిలో, సైనైడ్ మరియు కార్బాక్సిల్ సమూహాలతో కూడిన TFPNMలు చాలా ఎక్కువ వడపోత సామర్థ్యాన్ని చూపించాయి, 97% మించిపోయాయి. TFPNM యొక్క దీర్ఘకాలిక సామర్థ్యాన్ని పరిశోధించడానికి, TFPNM యొక్క ద్రవ్యరాశి స్థితి PAN అణువు వలె అదే టెర్మినల్ సమూహంతో 10h ప్రమాదకర గాలిలో ఉంచబడిన తర్వాత పరీక్షించబడింది. PAN నానోఫైబర్ మెమ్బ్రేన్ (PNM) యొక్క వడపోత సామర్థ్యం PM97.10కి 94.57% నుండి 0.3%కి మరియు 99.67 గంటల తర్వాత PM99.42కి 2.5% నుండి 10%కి తగ్గిందని ఫలితాలు చూపించాయి. అయినప్పటికీ, CTFPNM యొక్క వడపోత లక్షణాలు స్థిరంగా ఉన్నాయి, వరుసగా 97.00 గంటలలోపు PM99.90 మరియు PM0.3 కోసం 2.5% మరియు 10% కంటే ఎక్కువ.

అత్తి. వివిధ ఉపరితల ధ్రువణతలతో TFPNMల పనితీరును 2 PMలు సంగ్రహిస్తాయి

TFPNM మరియు N95 FFR మధ్య గాలి వడపోత పనితీరు యొక్క పోలిక

అధిక ఉపరితల ధ్రువణత కలిగిన రెండు TFPNM (CTFPNM మరియు CTFPNM) NaCl ఏరోసోల్స్‌పై వాటి వడపోత లక్షణాలను N95 FFRతో పోల్చడానికి ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి (మూర్తి 3). CTFPNM మరియు CTFPNM యొక్క వడపోత సామర్థ్యం రెండూ N97 స్థాయికి చేరుకున్నాయి మరియు నిరంతర 24 గంటల వడపోత సమయంలో స్థిరంగా ఉన్నాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, ప్రధానంగా ఛార్జ్ చేయబడిన PP మెల్ట్-బ్లోన్ నాన్‌వోవెన్స్‌తో కూడిన N95 FFR, వడపోత సమయంలో స్పష్టమైన అస్థిరతను చూపుతుంది. TFPNM యొక్క వడపోత సామర్థ్యం ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ప్రభావం ద్వారా మరింత అధ్యయనం చేయబడింది. ఛార్జ్ చేయబడిన cTFPNM మరియు cTFPNM కోసం, వాటి వడపోత సామర్థ్యం N98కి కొద్దిగా మెరుగుపడింది. అయినప్పటికీ, ఈ చార్జ్డ్ రెస్పిరేటర్ మెమ్బ్రేన్‌ల ఫిల్ట్రేషన్ సామర్థ్యం 97 గంటల తర్వాత క్లాస్ N24కి తగ్గింది, దీని కారణంగా ఉపరితల స్టాటిక్ ఛార్జ్ (0.15 kV నుండి 0.02±0.03 kV వరకు) తగ్గింది. వివిధ దేశాల నుండి TFPNM మరియు N95 FFRS మధ్య గాలి వడపోత లక్షణాలలో తేడాలను రచయిత మరింత అధ్యయనం చేశారు. 95 గంటల నిరంతర వడపోత తర్వాత అన్ని నమూనాల వడపోత సామర్థ్యం 24% కంటే తక్కువకు తగ్గినట్లు కనుగొనబడింది. అదే ప్రయోగాత్మక పరిస్థితులలో, N95 FFR యొక్క వడపోత సామర్థ్యం 24 గంటల తర్వాత cTFPNM కంటే తక్కువగా ఉంది.

మూర్తి 3 TFPNMల ఫిల్టర్ లక్షణాలు మరియు N95 FFRల బహుళ బ్రాండ్‌ల ఫిల్టర్ లేయర్‌లు

వైరస్‌లు మరియు వివిధ క్రిమిసంహారక చికిత్సల కోసం TFPNMలు వడపోత సామర్థ్యం

CTFPNM దాని వడపోత సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి కాక్స్సాకీ B4 వైరస్ (CV-B4) మరియు మైక్రో RNA వైరస్ ఏరోసోల్ (27-30 nm)లో ఉంచబడింది. మరియు N95 FFR (MEO బ్రాండ్) వైరస్ వడపోత పరీక్ష. cTFPNM 97 గంటల తర్వాత N24 వడపోత సామర్థ్యాన్ని నిర్వహించిందని ఫలితాలు చూపించాయి, అయితే MEO N95 FFR వడపోత సామర్థ్యం 95 గంటల తర్వాత 24% కంటే తక్కువగా పడిపోయింది. TFPNMల పునర్వినియోగాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి, cTFPNMల కోసం ఐదు చికిత్సా పద్ధతులు నిర్వహించబడ్డాయి: 80 ℃ వద్ద వేడి చికిత్స; ఆవిరి (100 ℃ వద్ద హీట్ బేస్ ప్రోటీన్ డీనాటరేషన్); 75% ఆల్కహాల్ (ప్రోటీన్ డీనాట్ చేయబడింది); గృహ క్లోరిన్ ఆధారిత పరిష్కారం (కణ క్షీణత, రసాయన నష్టం); అతినీలలోహిత జెర్మిసైడ్ వికిరణం (DNA/RNA విధ్వంసం, UVC 254 nm). మొదటి చికిత్స చక్రం తర్వాత, cTFPNMల యొక్క అన్ని వడపోత సామర్థ్యాలు N97 స్థాయి వద్ద మారవు మరియు ఒత్తిడి తగ్గుదల 9 మరియు 10 Pa మధ్య ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, N95 FFR మొదటి చక్రం తర్వాత వివిధ చికిత్సల తర్వాత విభిన్న వడపోత పనితీరును చూపింది. హీటింగ్ మరియు అతినీలలోహిత జెర్మిసైడ్ రేడియేషన్ (UVGI) చాలా N95 FFRS యొక్క వడపోత లక్షణాలను నిర్వహిస్తుంది. అయినప్పటికీ, పరిష్కార చికిత్స ఆధారంగా నమూనాల వడపోత సామర్థ్యం 50% ~ 80%కి పడిపోతుంది.

అత్తి. 4 cTFPNMలో వైరస్ వడపోత పనితీరు

గమనిక :(a) (b) అనేది cTFPNM, (c) (d) అనేది మియో బ్రాండ్ N95 FFR యొక్క సామర్థ్యం మరియు ఒత్తిడి తగ్గుదల

అత్తి. 5 FFR యొక్క పరిణామం మరియు ఐదు వేర్వేరు క్రిమిసంహారక చికిత్సల తర్వాత సంబంధిత మొత్తం వడపోత పనితీరు

పూర్తి వచన లింక్‌లు: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108951