മാസ്കുകൾക്കുള്ള അസംസ്കൃത വസ്തു - മെൽറ്റ്ബ്ലോൺ നോൺ-നെയ്ത | ജിൻഹാവോചെങ്

വ്യത്യസ്ത തരം വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗത്തിന് പിന്നിലെ ഭൗതിക ശാസ്ത്ര കാരണങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?മുഖംമൂടികൾ?വ്യക്തിഗത സംരക്ഷണ ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് (PPE) കൂടുതൽ വ്യാപിപ്പിച്ചുകൊണ്ട്, ഏതൊക്കെ പ്രത്യേക പോളിമർ വസ്തുക്കളും നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളുമാണ് ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്?

മാസ്കുകൾ എന്ത് മെറ്റീരിയൽ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്?

വ്യത്യസ്ത മാസ്കുകൾക്കിടയിൽ ഇത്ര വലിയ വ്യത്യാസം എന്തുകൊണ്ട്? ഞാൻ എഴുതുമ്പോൾ, ലബോറട്ടറിയിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന നാല് പാളികളുള്ള ആക്റ്റിവേറ്റഡ് ചാർക്കോൾ മാസ്ക് അകത്ത് എങ്ങനെയുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്താൻ ഞാൻ മുറിച്ചുമാറ്റി:

നമുക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, മാസ്കിനെ നാല് പാളികളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഏറ്റവും പുറത്തെ രണ്ട് പാളികൾ തുണി പോലുള്ള രണ്ട് വസ്തുക്കളാണ്, കറുത്ത പാളി സജീവമാക്കിയ കാർബൺ ആണ്, മറ്റൊന്ന് സാന്ദ്രമാണ്, ഇത് നാപ്കിൻ പോലെയാണ്. കുറച്ച് ഡാറ്റ നോക്കിയതിനുശേഷം ചെറിയ മേക്കപ്പ്, സജീവമാക്കിയ കാർബൺ പാളിയുടെ മധ്യഭാഗത്തിന് പുറമേ, മറ്റ് മൂന്ന് പാളികളും നോൺ-നെയ്ത തുണി എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു തരം വസ്തുവാണ്. നോൺ-നെയ്ത തുണി (ഇംഗ്ലീഷ് നാമം: നോൺ-നെയ്ത തുണി അല്ലെങ്കിൽ നോൺ-നെയ്ത തുണി) നോൺ-നെയ്ത തുണി എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് ഡയറക്ട് അല്ലെങ്കിൽ റാൻഡം നാരുകൾ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചതാണ്. അതിന്റെ രൂപവും ചില ഗുണങ്ങളും കാരണം ഇതിനെ തുണി എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

നോൺ-നെയ്ത തുണിത്തരങ്ങൾക്ക് സ്പൺബോണ്ടഡ് പ്രക്രിയ, ഉരുകൽ സ്പ്രേ പ്രക്രിയ, ഹോട്ട് റോളിംഗ് പ്രക്രിയ, സ്പണിംഗ് പ്രക്രിയ തുടങ്ങി നിരവധി തരം നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളുണ്ട്. പ്രധാനമായും പോളിപ്രൊഫൈലിൻ (പിപി), പോളിസ്റ്റർ (പിഇടി) എന്നിവയാണ് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന അസംസ്കൃത നാരുകൾ. കൂടാതെ, നൈലോൺ (പിഎ), വിസ്കോസ് ഫൈബർ, അക്രിലിക് ഫൈബർ, പോളിപ്രൊഫൈലിൻ ഫൈബർ (എച്ച്ഡിപിഇ), പിവിസി മുതലായവയും ഉണ്ട്.

നിലവിൽ, വിപണിയിൽ സ്പൺബോണ്ടഡ് രീതിയിലാണ് മിക്ക നോൺ-നെയ്ത തുണിത്തരങ്ങളും നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഈ രീതി പോളിമർ എക്സ്ട്രൂഡ് ചെയ്ത് വലിച്ചുനീട്ടുന്നതിലൂടെ തുടർച്ചയായ ഫിലമെന്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നു, തുടർന്ന് ഫിലമെന്റ് ഒരു വലയിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നു, തുടർന്ന് ഫൈബർ വല സ്വയം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, തെർമൽ ബോണ്ടിംഗ്, കെമിക്കൽ ബോണ്ടിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ മെക്കാനിക്കൽ റൈൻഫോഴ്‌സ്‌മെന്റ്, അങ്ങനെ ഫൈബർ വല നോൺ-നെയ്‌ഡ് ആയി മാറുന്നു. സ്പൺബോണ്ടഡ് നോൺ-നെയ്‌ഡ് തുണിത്തരങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാൻ എളുപ്പമാണ്. സാധാരണയായി, സ്പൺബോണ്ടഡ് നോൺ-നെയ്‌ഡ് തുണിത്തരങ്ങളുടെ റോളിംഗ് പോയിന്റ് ഡയമണ്ട് ആകൃതിയിലാണ്.

മറ്റൊരു സാധാരണ നോൺ-നെയ്‌ഡ് നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയെ സൂചി വലിക്കാത്ത തുണി എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ത്രികോണ വിഭാഗത്തിന്റെ (അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് വിഭാഗങ്ങളുടെ) മുള്ളുള്ള അരികുകളും അരികുകളും ഉപയോഗിച്ച് ഫൈബർ വലയിൽ ആവർത്തിച്ച് പഞ്ചർ ചെയ്യുക എന്നതാണ് നിർമ്മാണ തത്വം. ബാർബ് നെറ്റ്‌വർക്കിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, അത് നെറ്റ്‌വർക്കിന്റെ ഉപരിതലത്തെയും പ്രാദേശിക ആന്തരിക പാളിയെയും നെറ്റ്‌വർക്കിലേക്ക് നിർബന്ധിക്കുന്നു. നാരുകൾക്കിടയിലുള്ള ഘർഷണം കാരണം, യഥാർത്ഥ ഫ്ലഫി നെറ്റ്‌വർക്ക് കംപ്രസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. സൂചി വലയിൽ നിന്ന് പുറത്തുകടക്കുമ്പോൾ, സ്ട്രോണ്ടുകൾ ബാർബുകളാൽ ഉപേക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു, അങ്ങനെ പല സ്ട്രോണ്ടുകളും വലയിൽ കുടുങ്ങി അവയുടെ യഥാർത്ഥ ഫ്ലഫി അവസ്ഥയിലേക്ക് മടങ്ങാൻ കഴിയില്ല. നിരവധി തവണ സൂചി വലിക്കുന്നതിന് ശേഷം, ധാരാളം ഫൈബർ ബണ്ടിലുകൾ ഫൈബർ വലയിലേക്ക് പഞ്ചർ ചെയ്യപ്പെടുന്നു, വലയിലെ നാരുകൾ പരസ്പരം കുടുങ്ങി, അങ്ങനെ നിശ്ചിത ശക്തിയും കനവുമുള്ള സൂചി വലിക്കാത്ത വസ്തു രൂപപ്പെടുന്നു.

എന്നാൽ രണ്ട് നോൺ-നെയ്ത തുണിത്തരങ്ങളുടെയും സുഷിരങ്ങൾ വളരെ വലുതായതിനാൽ ഏകദേശം 100nm വേഗതയിൽ വൈറസുകളെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ മെഡിക്കൽ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് കഴിയില്ല.

അതിനാൽ, ജനറൽ സർജിക്കൽ മാസ്കിന്റെ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് പാളി മെൽറ്റിംഗ് സ്പ്രേ ഉപയോഗിച്ച് നോൺ-നെയ്ത തുണി കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. മെൽറ്റ്-സ്പ്രേയിംഗ് നോൺ-നെയ്ത തുണിയുടെ ഉത്പാദനം ആദ്യം പോളിമർ മാസ്റ്റർബാച്ച് (സാധാരണയായി പോളിപ്രൊഫൈലിൻ) എക്‌സ്‌ട്രൂഡറിൽ ഇട്ട് ഏകദേശം 240℃ താപനിലയിൽ എക്‌സ്‌ട്രൂഡറിൽ ഉരുക്കുക എന്നതാണ് (പിപിക്ക്). മെൽറ്റ് മീറ്ററിംഗ് പമ്പിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ഇഞ്ചക്ഷൻ മോൾഡ് ഹെഡിൽ എത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. പുതുതായി രൂപംകൊണ്ട പോളിമർ സ്പിന്നറെറ്റിൽ നിന്ന് എക്‌സ്‌ട്രൂഡ് ചെയ്യുമ്പോൾ, കംപ്രസ് ചെയ്ത വായുവിന്റെ അവസാനം പോളിമറിൽ പ്രവർത്തിക്കുകയും ശബ്ദത്തേക്കാൾ ഉയർന്ന വായു വേഗതയിൽ (550 മീ/സെ) ചൂടുള്ള ഫിലമെന്റ് 1~10 മീറ്റർ വ്യാസത്തിലേക്ക് വലിച്ചെടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിന്റെ ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ അനുസരിച്ച്, അത്തരമൊരു വലയെ മൈക്രോഫൈബർ നെറ്റ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അതുല്യമായ കാപ്പിലാരിറ്റി ഉള്ള ഈ അൾട്രാഫൈൻ നാരുകൾ യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലെ നാരുകളുടെ എണ്ണവും ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, അങ്ങനെ മെൽറ്റ്-സ്പ്രേ ചെയ്ത തുണിത്തരങ്ങൾക്ക് നല്ല ഫിൽട്ടറേഷൻ, ഷീൽഡിംഗ്, ഇൻസുലേഷൻ, എണ്ണ ആഗിരണം ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുണ്ട്. ഇത് വായു, ദ്രാവക ഫിൽട്ടറേഷൻ മെറ്റീരിയൽ, ഐസൊലേഷൻ മെറ്റീരിയൽ, മാസ്ക് മെറ്റീരിയൽ, മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കാം.

മെഡിക്കൽ മാസ്കിന്റെ ഫിൽട്ടറിംഗ് സംവിധാനം ബ്രൗണിയൻ ഡിഫ്യൂഷൻ, ഇന്റർസെപ്ഷൻ, ഇനേർഷ്യൽ കൊളീഷൻ, ഗ്രാവിറ്റി സെറ്റിൽമെന്റ്, ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് അഡോർപ്ഷൻ എന്നിവയാണ്. ആദ്യത്തെ നാലെണ്ണവും ഭൗതിക ഘടകങ്ങളാണ്, ഇവ മെൽറ്റിംഗ് സ്പ്രേ വഴി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന നോൺ-നെയ്ത തുണിത്തരങ്ങളുടെ സ്വാഭാവിക സവിശേഷതകളാണ്. ഫിൽട്ടറിംഗ് പ്രോപ്പർട്ടി ഏകദേശം 35% ആണ്. ഇത് മെഡിക്കൽ മാസ്കിന്റെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നില്ല. മെറ്റീരിയലിൽ സ്റ്റേഷണറി ട്രീറ്റ്മെന്റ് നടത്തുകയും, ഫൈബർ വൈദ്യുത ചാർജ് വഹിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും, നോവൽ കൊറോണ വൈറസ് ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന എയറോസോൾ പിടിച്ചെടുക്കാൻ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ഉപയോഗിക്കുകയും വേണം.

ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഫൈബറിന്റെ കൂലോംബ് ബലത്തിലൂടെ നോവൽ കൊറോണ വൈറസ് അഡോർപ്ഷൻ വഴിയാണ് നോവൽ കൊറോണ വൈറസ് എയറോസോൾ (എയറോസോൾ) പിടിച്ചെടുക്കപ്പെട്ടത്. ഫിൽട്ടറിംഗ് മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതലം കൂടുതൽ തുറന്നതാക്കുക, കണികകൾക്ക് പിടിച്ചെടുക്കാനുള്ള കഴിവ് ശക്തമാക്കുക, ചാർജ് സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുക, കണങ്ങളുടെ അഡോർപ്ഷൻ, ധ്രുവീകരണ പ്രഭാവം എന്നിവ ശക്തമാക്കുക എന്നതാണ് തത്വം. അതിനാൽ മെൽറ്റ്-ബ്ലൗൺ നോൺ-നെയ്ത ഫിൽട്ടർ മെറ്റീരിയലിന്റെ ഫിൽട്ടർ പാളി കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കടന്നുപോകണം, ശ്വസന പ്രതിരോധത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ മാറ്റാൻ കഴിയില്ല, 95% ഫിൽട്ടബിലിറ്റി കൈവരിക്കാൻ കഴിയും, വൈറസിനെതിരെ ഫലപ്രദമാകാൻ.

കുറച്ച് ഗവേഷണങ്ങൾക്ക് ശേഷം, എന്റെ കൈയിലുള്ള മാസ്കിന്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ച് എനിക്ക് പൊതുവായ ഒരു ധാരണ ലഭിച്ചു: പുറം പാളി സൂചികൊണ്ട് കുത്തിയ പിപി നോൺ-നെയ്ത തുണി കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, ഇന്റർലെയർ ഒരു ആക്റ്റിവേറ്റഡ് കാർബൺ പാളിയും ഒരു പിപി മെൽറ്റ് സ്പ്രേ തുണി പാളിയുമാണ്.