علماء يطورون مادة فريدة لحماية الجهاز التنفسي من البكتيريا

طور علماء من جامعة بيرم بوليتكنيك في روسيا، مادة ترشيح مصنوعة من نسيج الكربون والنحاس، قادرة على توفير حماية بنسبة 98% من البكتيريا.

وذكرت الدراسة التي نشرتها مجلة “scientificrussia” العلمية، أنه في العديد من منشآت إنتاج التكنولوجيا الحيوية والمختبرات الكيميائية والطبية، يكون الهواء مشبعًا بمختلف أنواع البكتيريا. تتراكم الكائنات الدقيقة غير الضارة والمسببة للأمراض على أسطح أماكن العمل، وقد تدخل أجسام العاملين.

وتحبس معدات الوقاية التنفسية الشخصية الواسعة الاستخدام الجسيمات الصغيرة، لكنها لا تحمي من البكتيريا. هذه المادة مصممة للاستخدام في أجهزة التنفس أو أجهزة امتصاص المرشحات، وسيكون مفيدًا للمؤسسات الطبية والمختبرات الكيميائية والصناعات ذات المتطلبات العالية لتعقيم الهواء.

في وقت سابق، قدّم علماء جامعة بيرم بوليتكنيك مادة ماصة مضادة للبكتيريا مصنوعة من الفضة والنحاس لتنقية المياه وتعقيمها. وطوروا الآن مادة ترشيح ثنائية الطبقات مصنوعة من نسيج الكربون والنحاس، ذات خصائص مبيدة للجراثيم، واعدة للاستخدام في معدات حماية الجهاز التنفسي الشخصية.

استخدم العلماء نسيج الكربون النشط كأساس للفلتر، وهو نسيج منسوج بشكل مائل يتميز بمساميته، ومقاومته المنخفضة لتدفق الهواء، ومقاومته الحرارية والكيميائية للبيئات القاسية.

ويسمح سمكه الصغير (3-5 مم) ووزنه (300-350 جرام/ م2) بإنتاج منتجات خفيفة الوزن وصغيرة الحجم. يمكن استخدام هذه المادة في فلاتر الهواء لتنقية الغازات والهواء من الملوثات، ولكنها لا تمتلك خصائص مبيدة للجراثيم.

ولضمان قدرة نسيج الكربون على الحماية من الكائنات الدقيقة الضارة، قام العلماء بتعديله بجزيئات النحاس، لأن أيونات هذا المعدن لها خصائص مبيدة للجراثيم، أي أنها قادرة على تحييد معظم الكائنات الدقيقة.

تم اختبار فعالية المادة بطريقتين: الأولى في المختبر، حيث وضعت عينات صغيرة من المادة على وسط غذائي كثيف ملوث بالكائنات الدقيقة، وسجلت مناطق موت البكتيريا. ثم اختبر الفلتر في الوضع الديناميكي، ممرّرًا تيارًا من الهواء الملوث عبره. في نهاية التجربة، تم تحديد عدد الخلايا المتبقية في الهواء الممرر.

تقول إيلينا فاربيروفا، الأستاذة المشاركة في قسم الكيمياء والتكنولوجيا الحيوية في جامعة بيرم بوليتكنيك: “أظهرت نتائج الاختبار أن الفلتر المطوّر يحجز الكائنات الدقيقة بفعالية من تدفق الهواء الداخل، موفرًا حماية بنسبة 98%. وهذا يؤكد إمكانية استخدام المادة في معدات حماية الجهاز التنفسي الشخصية، وكمرشح هواء ممتصّ لتطهير البيئة”.

ولا تقتصر المادة على ترشيح الهواء الملوث فحسب، بل تحيّد أيضًا الكائنات الدقيقة الموجودة في الهواء، وبالتالي يمنعها من دخول أجسام الأفراد.

ووفقا للدراسة التي نشرتها مجلة “scientificrussia” العلمية، فإن المادة المطورة، ذات الخصائص القاتلة للبكتيريا، مفيدة للاستخدام في أجهزة التنفس والأقنعة لحماية العاملين في المجال الطبي والمختبري، وكذلك في المرشحات الصناعية في الإنتاج البيوتكنولوجي، حيث يعد تعقيم الهواء أمرًا بالغ الأهمية.