বিভিন্ন ধরণের ব্যবহারের পিছনে বস্তু বিজ্ঞানসম্মত কারণগুলো কী কী?মাস্কব্যক্তিগত সুরক্ষা সরঞ্জাম (PPE)-এর ক্ষেত্রে, কী কী বিশেষ পলিমার উপাদান এবং উৎপাদন প্রক্রিয়া জড়িত?
মাস্ক কী উপাদান দিয়ে তৈরি হয়?
বিভিন্ন মাস্কের মধ্যে এত বড় পার্থক্য কেন? লেখার সময়, আমি গবেষণাগারে সচরাচর ব্যবহৃত একটি চার-স্তরবিশিষ্ট অ্যাক্টিভেটেড চারকোল মাস্ক কেটে খুলেছিলাম, এটা দেখার জন্য যে এর ভেতরটা কেমন:
যেমনটা আমরা দেখতে পাচ্ছি, মাস্কটি চারটি স্তরে বিভক্ত। সবচেয়ে বাইরের দুটি স্তর হলো দুটি কাপড়ের মতো উপাদান, কালো স্তরটি হলো অ্যাক্টিভেটেড কার্বন, এবং অন্যটি ঘন, যা কিছুটা ন্যাপকিনের মতো। কিছু তথ্য ঘেঁটে বোঝার পর জানা গেল, মাঝখানের অ্যাক্টিভেটেড কার্বন স্তরটি ছাড়া বাকি তিনটি স্তর হলো নন-ওভেন ফ্যাব্রিক নামক এক ধরনের উপাদান। নন-ওভেন ফ্যাব্রিক (ইংরেজি নাম: non-woven Fabric বা Nonwoven cloth)-কে ননওভেন ফ্যাব্রিকও বলা হয়, যা নির্দেশিত বা এলোমেলো তন্তু দিয়ে তৈরি। এর চেহারা এবং নির্দিষ্ট কিছু বৈশিষ্ট্যের কারণে একে কাপড় বলা হয়।
নন-ওভেন ফ্যাব্রিক তৈরির বিভিন্ন ধরণের উৎপাদন প্রক্রিয়া রয়েছে, যার মধ্যে স্পানবন্ডেড প্রক্রিয়া, মেল্টিং স্প্রে প্রক্রিয়া, হট রোলিং প্রক্রিয়া, স্পানিং প্রক্রিয়া ইত্যাদি উল্লেখযোগ্য। ব্যবহৃত কাঁচামালগুলো হলো প্রধানত পলিপ্রোপিলিন (PP) এবং পলিয়েস্টার (PET)। এছাড়াও, নাইলন (PA), ভিসকোজ ফাইবার, অ্যাক্রিলিক ফাইবার, পলিপ্রোপিলিন ফাইবার (HDPE), PVC ইত্যাদিও রয়েছে।
বর্তমানে বাজারে বেশিরভাগ নন-ওভেন ফ্যাব্রিক স্পানবন্ডেড পদ্ধতিতে উৎপাদিত হয়। এই পদ্ধতিতে পলিমারকে এক্সট্রুশন ও স্ট্রেচিং করে একটি অবিচ্ছিন্ন ফিলামেন্ট তৈরি করা হয়, তারপর সেই ফিলামেন্টকে একটি জালের মতো করে বিছিয়ে দেওয়া হয় এবং এরপর ফাইবার নেটটিকে তাপীয় বন্ধন, রাসায়নিক বন্ধন বা যান্ত্রিক শক্তিবৃদ্ধির মাধ্যমে নিজেদের মধ্যে সংযুক্ত করা হয়, যার ফলে ফাইবার নেটটি নন-ওভেনে পরিণত হয়। স্পানবন্ডেড নন-ওভেন ফ্যাব্রিক সহজেই শনাক্ত করা যায়। সাধারণত, স্পানবন্ডেড নন-ওভেন ফ্যাব্রিকের রোলিং পয়েন্টটি হীরার আকৃতির হয়।
নন-ওভেন তৈরির আরেকটি প্রচলিত প্রক্রিয়াকে নিডলিং নন-ওভেন ফ্যাব্রিক বলা হয়। এর উৎপাদন নীতি হলো, কাঁটাযুক্ত প্রান্ত এবং ত্রিভুজাকার অংশের (বা অন্য কোনো অংশের) ধার দিয়ে ফাইবার নেটকে বারবার ছিদ্র করা। যখন কাঁটাটি নেটের মধ্য দিয়ে যায়, তখন এটি নেটের উপরিভাগ এবং স্থানীয় অভ্যন্তরীণ স্তরকে নেটের ভেতরে ঠেলে দেয়। ফাইবারগুলোর মধ্যে ঘর্ষণের কারণে, নেটের আসল নরম ও ফোলা ভাবটি সংকুচিত হয়ে যায়। যখন সুই নেট থেকে বেরিয়ে আসে, তখন কাঁটাগুলো ফাইবারগুলোকে পেছনে ফেলে যায়, ফলে অনেক ফাইবার নেটের মধ্যে জট পাকিয়ে যায় এবং তাদের আসল নরম ও ফোলা অবস্থায় ফিরতে পারে না। অনেকবার নিডলিং করার পর, ফাইবার নেটের মধ্যে বেশ কিছু ফাইবার বান্ডিল ছিদ্র হয়ে যায় এবং নেটের ভেতরের ফাইবারগুলো একে অপরের সাথে জট পাকিয়ে যায়, যার ফলে একটি নির্দিষ্ট শক্তি ও পুরুত্বসহ নিডলিং নন-ওভেন উপাদান তৈরি হয়।
কিন্তু প্রায় ১০০ ন্যানোমিটার আকারের ভাইরাসকে পৃথক করার জন্য চিকিৎসাগত উদ্দেশ্যে এই দুটি নন-ওভেন কাপড়ের ছিদ্রগুলো অনেক বড়।
তাই, সাধারণ সার্জিক্যাল মাস্কের মধ্যবর্তী স্তরটি মেল্ট স্প্রে পদ্ধতিতে নন-ওভেন কাপড় দিয়ে তৈরি করা হয়। মেল্ট-স্প্রেয়িং নন-ওভেন কাপড় উৎপাদনের জন্য প্রথমে পলিমার মাস্টারব্যাচ (সাধারণত পলিপ্রোপিলিন) এক্সট্রুডারে রাখা হয় এবং প্রায় ২৪০℃ (পিপি-এর জন্য) তাপমাত্রায় এক্সট্রুডারের ভেতরেই গলানো হয়। গলিত পদার্থটি মিটারিং পাম্পের মধ্য দিয়ে গিয়ে ইনজেকশন মোল্ড হেডে পৌঁছায়। যখন নতুন গঠিত পলিমারটি স্পিনারেট থেকে বের হয়, তখন সংকুচিত বায়ুর প্রান্ত পলিমারের উপর কাজ করে এবং শব্দের চেয়ে বেশি (৫৫০ মি/সে) বায়ু বেগে উত্তপ্ত ফিলামেন্টটিকে ১~১০ মিটার ব্যাস পর্যন্ত টেনে নেয়। এর ভৌত বৈশিষ্ট্য অনুসারে, এই ধরনের জালকে মাইক্রোফাইবার নেট বলা হয়। অনন্য কৈশিকতা সম্পন্ন এই অতিসূক্ষ্ম ফাইবারগুলো প্রতি একক ক্ষেত্রফলে ফাইবারের সংখ্যা এবং পৃষ্ঠতল বৃদ্ধি করে, যার ফলে মেল্ট-স্প্রে করা কাপড়গুলোতে ভালো পরিস্রাবণ, সুরক্ষা, অন্তরক এবং তেল শোষণের বৈশিষ্ট্য তৈরি হয়। এটি বায়ু, তরল পরিস্রাবণ উপাদান, অন্তরক উপাদান, মাস্ক উপাদান এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে।
মেডিকেল মাস্কের ফিল্টারিং প্রক্রিয়াগুলো হলো ব্রাউনিয়ান ডিফিউশন, ইন্টারসেপশন, ইনার্শিয়াল কলিশন, গ্র্যাভিটি সেটেলমেন্ট এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাডসর্পশন। প্রথম চারটিই ভৌত কারণ, যা মেল্টিং স্প্রে পদ্ধতিতে উৎপাদিত নন-ওভেন কাপড়ের স্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য। এর ফিল্টারিং ক্ষমতা প্রায় ৩৫%। এটি মেডিকেল মাস্কের প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য যথেষ্ট নয়। আমাদের উপাদানটির উপর স্থির প্রক্রিয়াকরণ করতে হবে, ফাইবারকে বৈদ্যুতিক চার্জ বহনকারী করতে হবে এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ব্যবহার করে নভেল করোনাভাইরাস থাকা অ্যারোসলকে আটকে ফেলতে হবে।
চার্জযুক্ত ফাইবারের কুলম্ব বলের মাধ্যমে নভেল করোনাভাইরাস শোষণ প্রক্রিয়ায় অ্যারোসল (বায়ুকণা) আটকে ফেলা হয়। এর মূলনীতি হলো, ফিল্টারিং উপাদানের পৃষ্ঠকে আরও উন্মুক্ত করা, যার ফলে কণা আটকে রাখার ক্ষমতা শক্তিশালী হয় এবং চার্জের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। এতে কণার শোষণ এবং পোলারাইজেশন প্রভাব আরও জোরালো হয়। ফলস্বরূপ, মেল্ট-ব্লোন নন-ওভেন ফিল্টার উপাদানটিকে শ্বাস-প্রশ্বাসের প্রতিরোধের শর্তে অপরিবর্তিত থেকে ফিল্টারের স্তরটি অতিক্রম করতে হয়, যা ৯৫% ফিল্টারযোগ্যতা অর্জন করে এবং ভাইরাসের বিরুদ্ধে কার্যকর হয়।
কিছু গবেষণার পর, আমার হাতে থাকা মাস্কটির উপাদান সম্পর্কে আমি একটি সাধারণ ধারণা পেয়েছি: এর বাইরের স্তরটি পিপি (PP) দিয়ে তৈরি নিডল-পাঞ্চড নন-ওভেন কাপড়, এবং ভেতরের স্তরটি হলো একটি অ্যাক্টিভেটেড কার্বন স্তর ও একটি পিপি মেল্ট স্প্রে কাপড়ের স্তর।
পোস্ট করার সময়: ২৯ আগস্ট, ২০২০