Поскольку COVID-19 свирепствует по всему миру, исследователи удваивают методы разработки разнообразных антимикробных технологий, которые могли бы быть эффективными в уничтожении вируса, но безвредными для человека и окружающей среды.

Недавнее исследование, проведенное исследовательской группой KAIST, станет одним из ответов на такие усилия. Профессор сын Сеоб Ли и д-р Джи-Хун Чжон с кафедры машиностроения разработали безвредный прототип стерилизации воздуха с использованием электроспрыскиваемой воды из полимерной микронасадочной решетки. Это исследование является одним из проектов, поддерживаемых инициативой KAIST New Deal R&D в ответ на COVID-19. Их исследование было сообщено в полимер.

Электрораспыленные микрокапли инкапсулируют активные формы кислорода, такие как гидроксильные радикалы, супероксиды, которые, как известно, обладают антимикробной функцией. Инкапсуляция продлевает жизнь активных форм кислорода, которые позволяют каплям эффективно выполнять свою антимикробную функцию. Предыдущие исследования уже доказали антимикробное и инкапсулирующее действие электроспрыскиваемых капель.

Несмотря на свой потенциал для противомикробных применений, электрораспыленная вода обычно работает в условиях электрического разряда, который может генерировать Озон. Известно, что вдыхание озона приводит к повреждению дыхательной системы человека. Еще одним техническим барьером для электроопыления является проблема низкого расхода. Поскольку электрораспыление демонстрирует зависимость размера капель от скорости потока, существует предел для количества микрокапель воды, которые может произвести одно сопло.

Имея это в виду, исследовательская группа разработала диэлектрическую полимерную матрицу микро-сопел для выполнения мультиплексного электроразбрызгивания воды без электрического разряда. Полимерная матрица микро-сопел была изготовлена с использованием процесса MEMS (Micro Electro-Mechanical System). По данным исследовательской группы, сопло может нести от пяти до 19 микро-сопел в зависимости от требуемого применения.

Высокое соотношение сторон микро-сопла и плоского экстрактора было предложено для концентрации электрического поля на кончике микро-сопла, что предотвращает электрический разряд, вызванный высоким поверхностным натяжением воды. Для предотвращения смачивания массива микронасосов была также предложена матрица микронасосов с гидрофобным покрытием вокруг микронасосов.

Полимерная микронасадочная матрица выполнялась в устойчивом конусном струйном режиме без электрического разряда, что подтверждается высокоскоростным визуализированием и наносекундным импульсным визуализированием. Микрокапли воды были измерены в диапазоне от шести до 10 мкм и показали антимикробное действие на Escherichia coli и золотистый стафилококк.

Профессор Ли сказал: "Мы считаем, что это исследование может быть применено к продуктам кондиционирования воздуха в областях, где требуются антимикробные и увлажняющие функции."

ИСТОЧНИК