NanoSoheets à base de porfirina capturam vírus enquanto suportam o fluxo de ar

A pandemia covid-19 aumentou a conscientização pública sobre a importância do uso de máscara para proteção pessoal. No entanto, quando o tamanho da malha dos tecidos de máscara é pequeno o suficiente para capturar vírus, que geralmente têm cerca de cem nanômetros de tamanho, o tecido normalmente também restringe o fluxo de ar, resultando em desconforto do usuário. Mas agora, pesquisadores do Japão encontraram uma maneira de evitar isso.

Em um estudo publicado este mês em Avanços de materiaispesquisadores do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio superaram esse gargalo e desenvolveram um filtro capaz de capturar nanopartículas como vírus sem restringir bastante o fluxo de ar. Eles conseguiram esse feito através do design cuidadoso da estrutura de poros no filtro.

O filtro é construído a partir de nanopartículas que consistem em uma malha ordenada composta por porfirinas, que são moléculas planas em forma de anel com um orifício central. O pequenos buracos Nas moléculas de porfirina, é de tamanho adequado para permitir a passagem fácil das pequenas moléculas de gás no ar, bloqueando o movimento de partículas maiores, como vírus. As nanopartículas são então suportadas em um tecido modificado com nanofibras contendo poros de várias centenas de nanômetros para formar o filtro.

“As nanopartículas à base de porfirina são construídas através de reações interfaciais que são impulsionadas pelo movimento de reagentes causados ​​pelo gradiente da tensão superficial na interface ar-solvente, conhecida como efeito Marangoni”, diz o autor sênior Kazuyuki Ishii. “As nanopartículas são então compactadas e revestidas em tecido modificado por nanofibra usando um método de carimbo”.

A equipe testou seu filtro usando o procedimento padrão usado para testar N95 máscaras faciais. Os resultados dos testes de filtração de partículas revelaram que o filtro aprisionou efetivamente partículas que eram tão pequenas quanto vírus. O filtro alcançou uma eficiência de filtração de partículas de 96%, o que excede o requisito de 95% para uma máscara facial N95.

“Nosso filtro à base de porfirina coletou nanopartículas com um diâmetro tão pequeno quanto cem nanômetros”, explica o autor sênior Kazuyuki Ishii. “É importante ressaltar que o filtro também mostrou uma diminuição mínima da pressão diferencial nas medições do fluxo de gás. Isso indica que o filtro é capaz de prender as partículas tão pequenas quanto os vírus, sem restringir o fluxo de ar”.

A abordagem da equipe que envolve o revestimento de nanopartículas porosas sobre nanofibras promete fornecer materiais capazes de filtrar efetivamente pequenas partículas como vírus, mantendo o fluxo de ar para garantir o conforto e a proteção do usuário.