عرضه سامانه خالص سازی هوا برای مقابله با ویروس کرونا

فست فود باز: پژوهشگران دانشگاه الزهرا سامانه ای برای خالص سازی هوا بر اثر فوتوکاتالیستی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم معرفی کردند که قادر به از بین بردن خانواده ویروس کرونا است.
به گزارش فست فود باز به نقل از ایسنا، دکتر عزیزالله شفیع خانی، استاد فیزیک و عضو هیات علمی و پژوهشگر آزمایشگاه کربن دانشکده فیزیک دانشگاه الزهرا موفق به ساخت سامانه خالص سازی هوا بر اثر فوتوکاتالیستی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم شد. این سامانه دارای چهار بخش “دمنده”، “یون ساز کمکی”، “هسته نانوساختاری” و “مدار الکترونیکی” شامل پنل کنترل، مدار یون ساز و ترانس ها، لامپ فرابنفش است.
از خاصیت ها و مزایای اصلی این سامانه می توان به آنتی باکتریال و آنتی ویروسی محیطی، طول عمر بیشتر هسته اصلی سامانه، خاصیت خود تمیز شوندگی سطوح هسته، خاصیت آبگریزی سطوح هسته، راندمان بالاتر نسبت به موارد مشابه، کاهش دهنده آلاینده های محیطی VOC همچون HN۳ (آمونیاک)، NOX (ناکس)، CO۲ (دی اکسید کربن) و آرماتیک ها و قابل استفاده در محیط های مسکونی، آزمایشگاه ها، بیمارستان ها و صنعت بدون هیچ گونه عوارض جانبی اشاره نمود.
شفیع خانی در تشریح جزئیات بیشتر این سامانه، اظهار داشت: ویروس خانواده کروناویروس ساختمان مشابهی دارند و همگی دارای یک غشای لیپیدی بسیار نازک هستند. در زیر این غشا دارای تعداد بی شماری پروتون آزاد (H+) ناشی از ترکیبات بیوشیمی درون سلولی هستند.
وی ادامه داد: اگر بتوان به روشی این پروتون ها را از غشای ویروس خارج کرد، موجب به هم خوردن توازن آن شده و غشاء شکاف برداشته و RNA منفجر می شود (تصویر ذیل). اندازه پروتون ها در حدود یک فرمی (۶ تا ۱۰ نانومتر) است که می توان با کمترین نیروی کولمبی آنرا جذب و از غشا خارج کرد. بر همین مبنا حال باید به روش و مکانیزمی بار الکتریکی منفی در مجاورت این ویروس ها ایجاد کرد. بعد از جذب رادیکال با بار الکتریکی منفی توسط غشاء، بر اثر نیروی کولمبی، بسادگی بار مثبت و یا همان پروتون زیر غشای لیپیدی جذب می شود.

این استاد فیزیک دانشگاه الزهرا افزود: برای این منظور برمبنای مطالعات چندین ساله صورت گرفته و نتایج پژوهش من در مقاله چاپ شده در Scientific Reports Nature، ۲۰۱۹، Vol. ۹، ۱۶۶۴۸ می توان از اثر فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم بعنوان یک نیمه هادی با گاف انرژی حدود ۳.۲ eV که به روش ویژه ای با ساختار کریستالی anatas بر روی مش های آلومینیومی در یک پروسه چند مرحله ای ساخته می شوند، بهره برد.
وی با اعلان اینکه بعد از سنتز این ساختار، بر اثر تابش فوتون های فرابنفش به این لایه ها یک الکترون و یک حفره به ترتیب در باند هدایت و باند والانس ایجاد می شود، اشاره کرد: از آنجائیکه در محیط اطراف همیشه مولکول آب وجود دارد، الکترون ها در محیط واکنش احیا و حفره ها واکنش اکسایش انجام می دهند. در نتیجه در این زنجیره واکنشی، رادیکال های هیدرواکسیل و سوپراکسیل تولید شده نقش بار منفی را بازی کرده و در مدت زمان کمتر از پیکوثانیه موجب نابودی ویروس می شوند و اختتام پروسه مولکول آب اولیه مورد استفاده قرارگرفته و در نهایت به آب و یا هیدروژن و اکسیژن تبدیل می شود.
عضو هیئت علمی دانشگاه الزهرا در ادامه با اعلان اینکه یک پرسش مهم آن است که چرا ماده فوتوکاتالیست نسبت به موادی مانند کلر، واکنش پذیری بیشتری دارد؟ توضیح داد: در پاسخ این پرسش باید اظهار داشت که مواد فوتوکاتالیست قدرتمندترین ابزار در پروسه اکسایش هستند که این توانمندی در تولید رادیکال های OH- (هیدرواکسیل) نهفته است. آنها می توانند چند میلیون بار آهنگ واکنش را بیش تر تسریع کنند. این واکنش بر اساس تبدیل حالت شیمیایی عناصر از حالت پایه به ترازهای بالاتر است.
شفیع خانی افزود: در حالتی که مولکول و یا اتم در حالت برانگیخته توان ترکیب شیمیایی بیشتری دارند، بدین ترتیب قدرت واکنش با مولکول ها طی چند مرحله در ترازهای بالاتر به محصولات اکسیدی تبدیل می شوند. رادیکال ها یکی از عوامل قدرتمند در پروسه اکسایش هستند و نسبت به کلر Cl، فلور F و ید I پتانسیل خیلی بیشتری دارند.
وی تصریح کرد: تابحال آزمایش های بسیاری با برخی از میکروارگانیزم هایی هم چون E-coli، مواد آلی هم چون Methyl Orange و ترکیبات آلی مانند بنزن، دی اکسید کربن و اتانول نتایج بسیار بالاتر از حد انتظار را بهمراه داشته است.
به گزارش فست فود باز به نقل از ایسنا، پیش تر نیز این استاد دانشگاه الزهرا موفق به طراحی و ساخت دستگاه خالص ساز هوا بر اساس نانو ذرات و طراحی، ساخت دستگاه منحصر به فرد لیزر دی اکسید کربن در آزمایشگاه های این دانشگاه شده است.

منبع:

About Author