Biyolojik Olarak Parçalanabilen Maskeler Plastik Atık Artışını Azaltmaya Yardımcı Olabilir

Biyolojik olarak tamamen bozunabilen ve verimli malzemelerden yapılan neme dayanıklı maske filtreleri, pandeminin bir sonucu olan plastik kirliliğini azaltmaya yardımcı olabilir.

SARS-CoV-2 virüsünün bulaşmasının havadaki damlacıklar veya küçük aerosol parçacıkları yoluyla gerçekleştiği salgının birinci yılında artık iyice anlaşıldı.Bu nedenle,dünyadaki birçok hükümet sosyal mesafeye uymayı ve halka açık yerlerde maske takmayı zorunlu hale getirdi.

Bu eylemlerin COVID-19’un yayılmasını durdurmada etkili olduğunu destekleyen yeterli kanıtlar vardır. Ancak maske takmak ikincil bir sorun olarak plastik kirliliğini artırmaktadır ki bu da zaten toplumumuzun karşı karşıya olduğu en büyük çevresel sorunlarından biridir.

Kore Kimyasal Teknoloji Araştırma Enstitüsü (KRICT) Biyo-Tabanlı Kimya Araştırma Merkezi profesörü Sung Yeon Hwang, “Biyolojik olarak parçalanabilir maskelerin bu sorunun cevabı olduğuna inanıyoruz” dedi. “Kirlenmiş plastik maskelerin geri dönüşümü zordur ya yakılmalı ya da çöp sahasına gönderilmelidir.”

Tıbbi sınıf maskeler geleneksel olarak polipropilen plastikler kullanılarak yapılır ancak Hwang ve meslektaşları Profesör Dongyeop Oh ve Profesör Jeyoung Park plastik atıkları azaltmak adına biyolojik olarak parçalanabilir filtreler yapmak için gelişmiş özelliklere sahip alternatif malzemeler öneriyor.

Advanced Science’ta yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar, kitosan nanokristalit ile kaplı biyolojik olarak parçalanabilen bir plastik reçine olan polibütilen süksinattan (PBS)  biyolojik olarak parçalanabilen ve neme dayanıklı bir maske filtresi bildirdiler.

Ekip, filtre malzemesini lifler veya filamentler dolaştırılarak birbirine bağlanan yapıların tabakası veya ağı olan “dokunmamış” kumaş olarak sınıflandırdı.Oh, “Filtrelerin çoğu temelde dokunmamış kumaşlardan yapılmıştır çünkü lifler arasında havadaki partiküllerin sıkışabileceği küçük gözenekler içerirler.” dedi.

Filtreleri yapmak için Oh çözünmüş PBS içeren bir çözeltinin, uygulanan bir elektrik alanının etkisi altında olan bir şırınga iğnesinin ucundan yavaşça geçtiğini açıkladı. Oh,”Çapı birkaç mikrometre olan pamuk şeker benzeri ultra ince lifler, şırınganın ucundan elektrik alanının kuvveti ile yere düşer ” diye ekledi. “Zamanla, biriken lifler dokunmamış kumaş olan bir film oluşturur.” dedi.

SARS-CoV-2 aerosolleri gibi küçük parçacıklara karşı kendi başına yetersiz performans gösteren bu ön filtre, daha sonra kabukluların kabuklarından yapılan pozitif yüklü mikrofiberler olan kitosan nanokristalitlerden oluşan bir kaplama ile güçlendirildi. Filtreleri nanokristalitli bir çözelti içine batırarak biyolojik olarak parçalanabilir filtreler kalıcı olarak kaplandı ve nanokristalitin pozitif yükünün bir sonucu olarak küçük parçacıkları yakalama becerisi arttı.

Hwang, “Mevcut polipropilen filtreler, filtre performansını iyileştirmek için statik elektrikle yüklenir.Bununla birlikte, dezavantajı ise statik yükünü nemli bir ortamda yani kullanıcılar nefes aldığında kaybetmesi ve bu nedenle filtrelerin tekrar kullanılamamasıdır. Diğer yandan kitosan nanokristalitleri kalıcı olarak pozitif yüklüdür ve bu nedenle nemli koşullarda bile ince parçacıkları adsorbe eder. Bu da maske filtremizin dezenfekte edildikten sonra yeniden kullanılabileceği anlamına geliyor. “dedi.

Park, “Enfeksiyonun önlenmesi, maskenin filtresinin performansıyla orantılıdır.” dedi. “Damlacıkları engellemekte kumaş maskeler zayıftır. N95 gibi yüksek performanslı maskeler ise nem nedeniyle kademeli olarak zayıflar. Yeniden kullanılabilir maske filtremiz suya daldırıldıktan sonra bile performansını korur ve uzun süre yüksek performansı devam eder. ”

Ekibin deneyleri, biyolojik olarak parçalanabilen filtrenin N95 filtreleri kadar verimli olduğunu, bir testte 2,5 µm (PM2,5) partiküllerin% 98,3’ünü ortadan kaldırdığını ve toprağın gübreleşmesinde 4 hafta içinde ayrıştığını  gösterdi.

Fotoğraf-1: Geliştirilen filtrenin biyolojik olarak parçalanabilirliği.

Araştırmacılar, biyolojik olarak parçalanabilir filtrelerini, endüstride kullanılan ve ticari kullanılabilirliklerini kolaylaştıracağını umdukları halihazırda köklü bir teknik olan elektrospinning adı verilen bir işlemle ürettiler.

Hwang, “Herhangi bir filtre üreticisi PBS gibi biyolojik olarak parçalanabilen plastikler satın alabilir ve dokunmamış filtreler yapabilir.Bu teknolojinin endüstriyel ölçekte uygulanmasının kolay olacağını ve çok etkili olacağını düşünüyoruz.”  dedi.

Kaynak: advancedsciencenews.com