تولید فیلترهای نانویی برای نمونه‌برداری از آلاینده‌های هوا

به گزارش صنعت نیوز، عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی موفق به دریافت گواهینامه نانومقیاس برای فیلتر نمونه‌برداری از سیلیس کریستالی شد که در فرایند شناسایی کمی و کیفی آلاینده‌های هوا کاربرد دارد.

دکتر سمیه فرهنگ دهقان، عضو هیئت علمی دانشکده بهداشت و ایمنی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی گفت: تاکنون تولید فیلتر‌های نمونه‌برداری از آلاینده‌های هوا در داخل کشور با محدودیت همراه بوده و وارادات آن نیز با توجه به تحریم‌های اقتصادی و نوسانات قیمت ارز، دشوار بوده است؛ بنابراین شاهد کمبود و افزایش قیمت این محصول پرکاربرد در کشور هستیم.

وی ایران را یکی از کشور‌های برتر جهان در حوزه فناوری نانو دانست و افزود: امروزه شاهد راه‌اندازی خطوط تولید نانوالیاف در مقیاس صنعتی برای کاربرد در فیلتر‌های تصفیه هوا، آب و فاضلاب، خودرو و ماسک‌های تنفسی در داخل کشور و صادرات آن به خارج کشورهستیم.

این استادیار دانشگاه یادآور شد: بنابراین توسعه فیلتر‌های تجاری بر پایه نانوالیاف برای اهداف نمونه‌برداری از آلاینده‌های ذره‌ای هوا مد نظر قرار گرفت. هدف اصلی این پروژه، جلوگیری از واردات این محصول و خروج ارز، معرفی نمونه‌های جدید و جایگزین برای فیلتر‌های نمونه‌برداری معمول و فراهم کردن شرایط فروش خطوط تولید نانوالیاف برای استفاده در تولید محصولی جدید به دنیا است.

وی افزود: در این راستا، نمونه صنعتی این محصول را تولید کرده و موفق به کسب نتایج رضایت‌بخش و عملکردی قابل مقایسه با فیلتر‌های تولیدی برند‌های معتبر بین‌المللی مانند SKC و Inc شدیم.

عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی خاطرنشان کرد: تطبیق نمونه تولیدی با الزامات روش‌های سازمان‌های معتبر فعال در زمینه توسعه استاندارد‌های نمونه‌برداری و آنالیز نمونه‌های هوا در محیط کار مانند NIOSH صورت گرفت و موفق به اخذ تاییدیه ضوابط فنی کارگروه تخصصی ارزیابی محصولات شد.

به گفته فرهنگ دهقان، این محصول همچنین مجوز آزمایشی نانومقیاس از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو به منظور بهره‌مندی از خدمات حمایتی در راستای فرایند تجاری‌سازی فیلتر نمونه‌برداری از سیلیس کریستالی را دریافت کرده است.

وی شناسایی آلاینده‌های شیمیایی هوای محیط کار را از وظایف مهندسان بهداشت حرفه‌ای برشمرد و گفت: در شناسایی و تعیین مقدار مواد شیمیایی در هوای محیط کار، مرحله‌ای با عنوان نمونه‌برداری وجود دارد که دارای اهمیت خاصی است.

به گفته وی بر مبنای این نمونه‌برداری‌ها، آزمایشات لازم برای شناسایی کمی و کیفی آلاینده‌های هوا انجام گرفته و نتایج به دست آمده برای انجام اقدامات بعدی یعنی کنترل خطر آلاینده‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

وی استفاده از بستر فیلتر و مکانیسم فیلتراسیون را یکی از روش‌های متداول در نمونه‌برداری از آلاینده‌های ذره‌ای معلق در هوا عنوان کرد و افزود: نمونه‌برداری از هوا مبتنی بر این مکانیسم با استفاده از فیلتر، نگه دارنده فیلتر، پمپ و سایر ملحقات آن انجام می‌گیرد.

به گفته این استادیار دانشگاه با عبور هوای آلوده از روی فیلتر، آلاینده ذره‌ای به صورت مستقیم روی فیلتر جمع‌آوری می‌شود که به منظور شناسایی کمی و کیفی آلاینده‌ها مطابق روش‌های استاندارد، آماده‌سازی شده و مورد آنالیز دستگاهی قرار می‌گیرد.

دکتر فرهنگ دهقان با اشاره به این که در بین انواع گرد و غبار‌های منتشر شده، گردوغبار سیلیس به عنوان ماده بسیار خطرناک در محیط کار شناخته می‌شود، خاطرنشان کرد: آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) این ماده را جزو گروه دوم مواد سرطان‌زا تقسیم بندی کرده است.

وی یادآور شد: فیلتر استانداردی که در نمونه‌برداری از سیلیس کریستالی محیط کار مورد استفاده قرار می‌گیرد، فیلتر پلی وینیل کلراید (PVC) است که در پروژه حاضر این فیلتر در مقیاس صنعتی با الیاف نانو ساخته شده و مورد آزمون عملکرد قرار گرفته است.

به گفته این محقق، نانو الیاف به علت خواص فیزیکی و شیمیایی بی نظیر و ویژگی‌های منحصر به فرد، در تحقیقات استفاده بسیاری دارند.

دکتر فرهنگ دهقان با اشاره به این که قطر نانوالیاف بین ۱۰ تا ۱۰۰ نانومتر و گاهی تا ۵۰۰ نانومتر است، گفت: این ویژگی باعث افزایش نسبت سطح به حجم زیاد (این نسبت در مورد نانوالیاف تقریباً ۱۰۰۰ برابر الیاف میکرونی است)، انعطاف بالای سطوح و خواص مکانیکی عالی از قبیل استحکام کششی می‌شود.

به گفته وی، نانوالیاف، تار‌های انعطاف‌پذیری دارند که مواد دیگر قادر به اتصال بین حفرات آن‌ها هستند و باعث می‌شوند که نانوالیاف میزبان مناسبی برای سایر مواد باشند. به طور کلی نسبت سطح به حجم زیاد و تخلخل بالا باعث می‌شود که نانوالیاف کاندیدای کاربرد‌های بسیاری از جمله فیلتراسیون شود.

دکتر فرهنگ افزود: گرچه امروزه تحقیقات گسترده‌ای درخصوص استفاده از نانوالیاف به عنوان فیلتر هوا برای کنترل آلودگی هوا یا به عنوان ماسک‌های تنفسی در تجهیزات حفاظت فردی انجام شده است، با این حال قابلیت کاربرد این فناوری برای نمونه‌برداری از آلاینده‌های هوا به منظور تعیین غلظت آلاینده در هوا کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

این استادیار دانشگاه با اشاره به این که هدف پروژه تولید بستر نانولیفی در مقیاس صنعتی برای نمونه‌برداری و تعیین مقدار آلاینده‌های ذره‌ای هوا (سیلیس کریستالی) بود، افزود: عملکرد مناسب این محصول از طریق مقایسه با نتایج نمونه‌برداری و آنالیز با کمک فیلتر‌های تجاری موجود و انجام آزمون‌های مرتبط مطابق با روش‌های استاندارد تعیین شد.

دکتر فرهنگ دهقان خاطرنشان کرد: تهیه فیلتر‌های PVC با عملکرد مناسب به عنوان یکی از کاربردی‌ترین فیلتر‌های نمونه‌بردار هوا، درحال حاضر در کشور با محدودیت‌هایی همراه است. امید است با پیشبرد این پروژه کمک شایانی به اقتصاد و صنعت کشور کرده و زمینه تولید داخلی فیلتر‌های نانویی مختص نمونه‌برداری از هوا را هموار کنیم.

به گفته وی، گروه‌های مصرف کننده این فیلتر‌ها در حال حاضر شامل دانشگاه‌ها و شرکت‌های ارائه دهنده خدمات بهداشت حرفه‌ای و محیط زیست، آزمایشگاه‌های مرجع تعیین آلودگی هوا، مراکز تحقیقاتی مربوط به آلودگی هوا و مراکز بهداشت وابسته به دانشگاه‌های علوم پزشکی هستند.

به گفته دکتر فرهنگ، این طرح در پایان سال ۱۴۰۰ در فهرست سه پروژه برتر دانشگاه قرار گرفت و برای دریافت گرنت تشویقی پروژه‌های تقاضا محور مؤسسه نیماد به وزارت بهداشت معرفی شده است.

این استادیار دانشگاه افزود: این محصول همچنین مجوز آزمایشی نانومقیاس از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو به منظور بهره‌مندی از خدمات حمایتی در راستای فرایند تجاری‌سازی فیلتر نمونه‌برداری از سیلیس کریستالی را دریافت کرده است.

وی با اشاره به مراحل اعطای گواهینامه و مجوز گفت: به منظور بررسی محصولات و اعطای این گواهینامه و دریافت مجوز، فرایند بازرسی با بررسی مدارک و مستندات فرد متقاضی آغاز می‌شود. سپس با توجه به نوع محصول، دستورالعمل بازرسی و طراحی آزمون‌ها برای بررسی به متقاضی اعلام می‌شود.

دکتر فرهنگ دهقان افزود: با بازدید و نمونه‌برداری کارشناس از محل تولید و انجام آزمایش‌ها طبق طرح آزمون، گزارش فنی واحد بازرسی مبنی بر تأیید یا عدم تأیید محصول اعلام می‌شود. نتایج این گزارش پس از بررسی متخصصان این حوزه و ارائه در شورای راهبردی ستاد، به اطلاع متقاضی می‌رسد.