تولید فیلتر هوایی بر پایه الیاف بامبو!

به گزارش مجله خبری نگار/ایمنا و به نقل از ساینس‌دیلی، آلودگی هوا و به‌ویژه ذرات معلق با قطر کمتر از ۲.۵ میکرون (PM۲.۵) و فوق‌ریزتر از آن (PM۰.۱) به یکی از چالش‌های جدی سلامت عمومی در کلان‌شهر‌ها و مناطق صنعتی بدل شده‌اند.

این ذرات با عبور از سد‌های طبیعی بدن به عمق ریه‌ها و جریان خون نفوذ کرده و باعث افزایش خطر ابتلاء به بیماری‌های تنفسی، قلبی‌عروقی و اختلالات سیستم عصبی می‌شوند.

در واکنش به این بحران، استفاده از فیلتر‌های هوای مؤثر و قابل تجزیه به‌عنوان راهکاری پایدار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است.

در همین راستا، زهرا کاظمی کرچنگی و تیم تحقیقاتی او با هدف طراحی جایگزینی زیست‌سازگار برای فیلتر‌های پلاستیکی رایج، مطالعه‌ای نوآورانه انجام دادند که در فصلنامه «تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران» منتشر شده است.

در این پژوهش، الیاف طبیعی بامبو با استفاده از روش‌های شیمیایی شامل خمیرسازی به کمک هیدروکسید سدیم و آنتراکینون و سپس رنگ‌زدایی با دی‌اکسید کلر و پراکسید هیدروژن، آماده‌سازی شدند، در ادامه برای ارتقای خواص مکانیکی و افزایش پایداری، پلی‌وینیل الکل (PVA) به فرمول افزوده شد. این ترکیب موجب ایجاد پیوند‌های قوی میان الیاف شده و دوام ساختاری فیلتر را به‌طور قابل‌توجهی افزایش داد.

سوسپانسیون به‌دست‌آمده پس از همگن‌سازی، در دستگاه خشک‌کن انجمادی، به شکل فیلتر منسجم در آمد، نتایج آزمون‌های مکانیکی نشان داد که مقاومت کششی این فیلتر‌ها به‌مراتب بالاتر از نمونه‌های بامبوی خالص است.

همچنین بررسی نفوذپذیری هوا و ساختار تخلخل در مقیاس نانومتر نشان داد که این فیلتر توانایی بالایی در جذب ذرات بسیار ریز دارد.

تصاویر تهیه‌شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان می‌دهند که الیاف به‌صورت یکنواخت و متراکم در کنار هم قرار گرفته‌اند و منافذی در حد نانومتر در بستر فیلتر تشکیل داده‌اند؛ ساختاری که برای به دام انداختن ذرات معلق در اندازه‌های خطرناک ایده‌آل است، آن‌چه این نوآوری را از سایر فناوری‌های تصفیه هوا متمایز می‌کند، سازگاری کامل آن با محیط‌زیست است. برخلاف فیلتر‌های سنتی که از الیاف پلیمری تجزیه‌ناپذیر ساخته می‌شوند، این فیلتر ترکیبی از بامبو و PVA است که پس از پایان عمر مصرف، به طبیعت بازمی‌گردد و هیچ پسماند خطرناکی بر جای نمی‌گذارد.

کاربرد‌های این فناوری بسیار متنوع است؛ از استفاده در ماسک‌های تنفسی فردی گرفته تا تعبیه در دستگاه‌های تصفیه هوا و سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی و صنعتی. این فیلتر‌ها می‌توانند گامی مؤثر در جهت کاهش بار آلودگی هوا و بهبود کیفیت زندگی در مناطق آلوده به حساب بیایند، این تحقیق گواهی بر توانایی پژوهشگران داخلی در ارائه راه‌حل‌های نوین و پایدار برای معضلات زیست‌محیطی است و می‌تواند الهام‌بخش تلاش‌های بیشتر در توسعه فناوری‌های سبز و سلامت‌محور باشد.