Et nødvendigt filter: Nonwovens-instituttet går op for at bekæmpe COVID-19
Udgivelsesdato:Nonwovens Institute ramper op for at skabe maskefiltre og masker til sundhedspersonale i frontlinjen af coronavirus-udbruddet.
Der er ingen mangel på NC State opfindsomhed, når det kommer til at bekæmpe mangel på personlige værnemidler, der bruges af sundhedspersonale og førstehjælpere.
NC State's Nonwovens Institute (NWI) bruger sine to forsknings- og trænings-pilotproduktionslinjer til at producere ansigtsmaskematerialer, der vil blive brugt til at beskytte medicinske arbejdere i frontlinjen for at bekæmpe virkningerne af COVID-19.
Kirurgiske ansigtsmasker er lavet med nonwoven materialer, siger Behnam Pourdeyhimi, administrerende direktør for NWI, Wilson College of Textiles associeret dekan for industriforskning og -udvidelse og William A. Klopman Distinguished Professor.
N95 åndedrætsværn og kirurgiske masker er generelt en sandwich af et eller to almindelige nonwoven-lag - såkaldte spunbond-lag, der giver maskeform og beskytter det indre filtreringslag - kombineret med et lag af nonwoven smelteblæst materiale, der tjener som filtreringslag og fanger mikroskopiske uønskede partikler som virus og bakterier.
Men på grund af det nuværende kritiske behov for masker forårsaget af COVID-19, skabte Pourdeyhimi og hans NWI-team et nyt spunbond-materiale, der kan tjene som et effektivt filter uden behov for et smelteblæst filtreringslag. Det unikke stof er sammensat af to forskellige polymermaterialer, der er kombineret for at lave en enkelt fiber med betydelig styrke og bulk - og som viser effektivitet i filtrering svarende til de nuværende materialer.
"På grund af COVID-19-krisen tog vi spunbond-teknologien og skabte en ny generation af unikke filtre, der har fremragende filtreringsevne og potentielt kan genbruges efter rengøring med peroxid eller potentielt alkoholopløsning," sagde Pourdeyhimi. "Fordi disse materialer er stærke, kan de i modsætning til klassiske smelteblæste filtre også skæres og syes ved traditionelle teknikker."
Typisk giver en meter spunbond materiale nok materiale til omkring 20 til 25 masker, når man bruger de nuværende designs, sagde Pourdeyhimi. En af NWI's produktionslinjer begyndte at producere 2.000 meter spunbond-materiale i timen, med potentiale til at skabe omkring 20.000 meter spunbond-materiale på en dag. NWI har i øjeblikket en aftale om at levere store mængder spunbond nonwoven-materiale til Brooks Brothers, som vil fremstille masker på deres produktionsfaciliteter.
NWIs anden produktionslinje er en state-of-the-art smelteblæsende pilotlinje, der skal lave det klassiske smelteblæste materiale til N95-masker og kirurgiske masker.
"Vi skabte en opskrift til produktion af klassiske N95 respiratormaterialer og vil sende disse materialer ud til industrielle partnere for at omdanne dem til respiratorer," sagde Pourdeyhimi.
Det smelteblæste materiale tager lidt længere tid at fremstille; Pourdeyhimi vurderer, at hans produktionslinje kan lave omkring 12.000 meter materiale på et arbejdsskift.
Takket være støtte fra hele universitetet siger Pourdeyhimi, at NC State har bestilt maskiner, der vil gøre det muligt for NWI at lave kirurgiske masker i deres Centennial Campus-faciliteter. Disse maskiner skulle ankomme i den næste måned.
"Vi vil sætte disse maskiner op og tage vores egne materialer og konvertere dem til masker og levere dem til lokalsamfundene," sagde Pourdeyhimi.
Pourdeyhimi sagde, at udgydelsen af støtte, der tilbydes internt af enheder som Office of Research and Innovation, Office of Finance and Administration, Office of the Provost, Wilson College of Textiles og The Kenan Institute, såvel som eksternt af industripartnere, har været overvældende.
ExxonMobil tilbød for eksempel polymermaterialer til universitetet uden omkostninger. Produktionen af maskemateriale spiser cirka 25.000 pund polymer om ugen. Kemisk fremstillingsvirksomhed NatureWorks har også tilbudt polymælkesyre (PLA) polymer til denne indsats. PLA er en mangelvare, men NatureWorks har sikret forsyningen til NWI for at sikre kontinuerlig produktion.
"North Carolina har det største antal nonwoven-virksomheder i landet, så vi kontakter dem for at se, om de også vil investere i at konvertere maskiner (der ville forvandle maskematerialer til masker)," sagde Pourdeyhimi.
Han tilføjede, at for at øge kapaciteten af smelteblæste stoffer, "vi ser på muligvis at ændre den måde, virksomheder producerer ting på, så vi måske kan producere filtre, der ville være nyttige under denne krise. Vi sætter en masse partnerskaber på plads for at kunne udvide mængden af materialer, der er tilgængelige både lokalt og landsdækkende.
"Jeg har aldrig set samfundet komme sammen, som det har gjort."
Original artikelkilde: NC State University