Maske Materyallerini Test Eden Nanoteknolojik Mekanizma
Fotoğraf : Maske malzemesi testi, sprey simülasyon sürecini (üstteki grafik) ve nanoparçacık yayılımını ve erişimini daha fazla ölçmek için x-ışını floresan spektroskopisinin uygulamasını gösterir (alt grafik). Kredi bilgileri: Yelena Belyavina
Araştırmacılar, virüs taşıyabilen solunum damlacıklarını taklit etmek için inorganik, fiziksel ve analitik kimyayı kullanan bir çalışmada, birden fazla maske malzemesinin koruyucu olmasını sağlayan bir mekanizmayı kanıtladı. Stony Brook Üniversitesi Profesörü Ph.D. Amy Marschilok, tarafından yönetilen çalışma bulguları, maske malzemelerinin adsorpsiyonunun SARS-CoV-2 gibi virüslerden koruma sağlamada önemli bir özellik olduğunu göstermektedir. Makale, “Applied Materials & Interfaces” de yayınlandı.
Maske atılımını test etmek için partiküllerin kuru ölçümlerini değerlendiren çalışmalar 2020-21 salgını sırasında yapılmıştır. Buna karşın, bu araştırmadaki araştırmacılar, yapay tükürükte süspanse edilen fonksiyonelleştirilmiş nanoparçacıkları kullanarak bir virüs nanoparçacık taklidi oluşturmayı, ardından süspansiyonu püskürtmeyi ve bilim insanlarına potansiyel maske malzemelerinin etkinliğini karşılaştırmak için eşsiz bir ıslak karakterizasyon yaklaşımı sağlamayı içeren yeni bir yöntem kullanmışlardır. Bu nedenle, maskeyi basit bir ekran olarak görmek yerine, çalışma, virüsü tükürük damlacıklarında yakalamak için maske malzemelerinin adsorpsiyon özelliklerini test etmektedir.
Elektrokimyasal Olarak Depolanmış Enerji Enstitüsü Ortak-Yöneticisi, Kimya Bölümünde Doçent ve Malzeme Bilimi ve Kimya Mühendisliği Bölümü Yrd. (Yardımcı) Öğretim Üyesi Marschilok, “N95 solunum maskelerinin değerli doğasını fark ettik ve bu nedenle, yaygın olarak bulunan ve bir dizi teknolojiyi ve üretime hazır olma durumunu temsil eden maske malzemelerini, geliştirdiğimiz değerlendirme metodolojisini kullanarak karşılaştırmaya karar verdik” der. Ayrıca, Stony Brook’un yönetim ekibinin bir parçası olduğu ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Brookhaven Ulusal Laboratuvarı (BNL) ile ortak bir iş birliği bulunmaktadır.
Maskeler, ticarileştirilmiş bir N95 ürününden ticari olarak temin edilebilen bir maske malzemesine ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nın Karbon Elyaf Teknoloji Tesisi tarafından hazırlanan gelecekteki potansiyel bir maske malzemesine kadar uzanmaktaydı. Her malzeme, BNL’nin Fonksiyonel Nanomalzemeler Merkezi’nde (CFN) taramalı elektron mikroskobu ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılarak karakterize edildi.
Maske malzemelerinin ıslatma özellikleri, yapay bir tükürük ile temas açısının ölçülmesiyle saptanmıştır. Yapay tükürük içindeki yüzey fonksiyonelleştirilmiş metal oksit nanoparçacık süspansiyonu, maske malzemesi içinden bir hedef üzerine bir “havalı boya tabancası” cihazı ile püskürtümüştür. Hedefe ulaşan süspansiyon miktarı, BNL’nin Ulusal Senkrotron Işık Kaynağı-II’sinde (NSLS-II) X-ışını floresan spektroskopisi kullanılarak ölçülmüştür.
Marschilok, “Amacımız, maske malzemelerini karakterize etmek, maskenin adsorpsiyon özelliklerini araştırmak ve virüsü içeren damlacıkların dağılımını değerlendirmek için yeni yaklaşımlar geliştirmekti. Mekanizma, askıya alınmış virüs taklitçisini bloke etmekten ziyade adsorbe etmeyi veya yakalamayı araştırdı” diye özetler.
Marschilok ve meslektaşları, test koşulları altında çok sayıda maske malzemesinin etkili bir şekilde çalıştığını bulmuştur. Araştırmacılar aynı deneyleri daha uzun mesafelerde bile maske koruması kullanılmadan bir hedefe uyguladığında, viral parçacıklardan maske malzemelerinin varlığından çok daha az koruma meydana gelmiştir, bu da maskelerin virüse karşı koruyucu değerine işaret eden bir sonuçtur.
Yazarlar, maske malzemelerinin zaman içindeki stabilitesini ve viral partiküllere karşı koruma olarak uzun süreli kullanımını belirlemek için daha fazla araştırmanın gerekli olduğunu söylemektedirler.
Kaynak: phys.org
