מסנן הכרחי: מכון לא ארוגים מתקדם למאבק ב-COVID-19
תאריך פרסום:מכון לא ארוגים מתגבר כדי ליצור מסנני מסכות ומסכות לעובדי שירותי הבריאות בחזית התפרצות נגיף הקורונה.
לא חסר כושר המצאה של מדינת NC כשמדובר במאבק במחסור בציוד מגן אישי המשמש את עובדי שירותי הבריאות והמגיבים הראשונים.
המכון הלא ארוגים של מדינת NC (NWI) משתמש בשני קווי הייצור של פיילוטי המחקר וההכשרה שלו כדי לייצר חומרי מסכות פנים שישמשו להגנה על עובדים רפואיים בחזית המלחמה בהשפעות COVID-19.
מסכות פנים כירורגיות עשויות מחומרים לא ארוגים, אומר Behnam Pourdeyhimi, מנכ"ל NWI, דיקן עמית של מכללת וילסון לטקסטיל למחקר והרחבה בתעשייה ופרופסור נכבד ויליאם א. קלופמן.
מכונות הנשמה ומסכות כירורגיות מסוג N95 הן בדרך כלל סנדוויץ' של שכבה לא ארוגה נפוצה אחת או שתיים - מה שנקרא שכבות ספונבונד המספקות צורת מסכה ומגנות על שכבת הסינון הפנימית - בשילוב עם שכבה של חומר נמס לא ארוגים המשמשת כשכבת הסינון ולוכדת מיקרוסקופית חלקיקים לא רצויים כמו וירוסים וחיידקים.
אבל בגלל הצורך הקריטי הנוכחי במסכות שנגרם על ידי COVID-19, Pourdeyhimi וצוות ה-NWI שלו יצרו חומר spunbond חדש שיכול לשמש מסנן יעיל ללא צורך בשכבת סינון נמסה. הבד הייחודי מורכב משני חומרים פולימריים שונים המשולבים ליצירת סיב בודד בעל חוזק ותפזורת משמעותיים - וזה מראה יעילות בסינון בדומה לחומרים הנוכחיים בהם נעשה שימוש.
"בגלל משבר ה-COVID-19, לקחנו את טכנולוגיית ה-spunbond ויצרנו דור חדש של מסננים ייחודיים בעלי יכולת סינון מצוינת ואפשר לעשות בהם שימוש חוזר לאחר ניקוי עם מי חמצן, או אולי תמיסת אלכוהול", אמר Pourdeyhimi. "מכיוון שהחומרים האלה חזקים, בניגוד לפילטרים קלאסיים מומסים, ניתן גם לחתוך ולתפור אותם בטכניקות מסורתיות."
בדרך כלל, מטר אחד של חומר ספונבונד מספק מספיק חומר לכ-20 עד 25 מסכות בעת שימוש בעיצובים הנוכחיים, אמר Pourdeyhimi. אחד מקווי הייצור של NWI החל לייצר 2,000 מטרים של חומר ספונבונד לשעה, עם פוטנציאל ליצור כ-20,000 מטרים של חומר ספונבונד ביום. ל-NWI יש כיום הסכם לספק כמויות גדולות של חומר לא ארוגים מסוג spunbond ל-Brooks Brothers, שייצרו מסכות במתקני הייצור שלה.
קו הייצור הנוסף של NWI הוא קו פיילוט נפוח מתכת מתקדם שייצור את החומר הקלאסי המומס למסכות N95 ומסכות כירורגיות.
"יצרנו מתכון לייצור חומרי הנשמה קלאסיים מסוג N95 ונשלח את החומרים הללו לשותפים תעשייתיים כדי להמיר אותם למכשירי הנשמה", אמר Pourdeyhimi.
לחומר המנופח לוקח קצת יותר זמן לייצר; Pourdeyhimi מעריך שפס הייצור שלו יכול לייצר כ-12,000 מטרים של חומר במשמרת עבודה אחת.
הודות לתמיכה מכל רחבי האוניברסיטה, Pourdeyhimi אומר שמדינת NC הזמינה מכונות שיאפשרו ל-NWI לייצר מסכות כירורגיות במתקני קמפוס המאה שלה. המכונות האלה אמורות להגיע בחודש הבא.
"אנחנו נגדיר את המכונות האלה וניקח את החומרים שלנו ונמיר אותם למסכות ונספק אותם לקהילות המקומיות", אמר פורדיימי.
Pourdeyhimi אמר כי זרימת התמיכה המוצעת פנימית על ידי יחידות כמו משרד המחקר והחדשנות, משרד הכספים והמינהל, משרד הפרובסט, מכללת וילסון לטקסטיל ומכון קינן, כמו גם חיצונית על ידי שותפים בתעשייה, היה מכריע.
ExxonMobil, למשל, הציעה חומרים פולימריים לאוניברסיטה ללא עלות. ייצור חומרי המסכה אוכל כ-25,000 פאונד של פולימר בשבוע. חברת ייצור כימיקלים NatureWorks הציעה גם פולימר חומצה פולילקטית (PLA) עבור המאמץ הזה. יש מחסור ב-PLA, אבל NatureWorks הבטיחה את האספקה עבור NWI כדי להבטיח ייצור רציף.
"לצפון קרוליינה יש את המספר הגדול ביותר של חברות לא ארוגות במדינה, אז אנחנו פונים אליהן כדי לראות אם הן ישקיעו גם בהמרת מכונות (שיהפכו חומרי מסכות למסכות)", אמר פורדיימי.
הוא הוסיף שכדי להגדיל את הקיבולת של בדים מומסים, "אנחנו בוחנים אולי לשנות את הדרך שבה חברות מייצרות דברים כדי שנוכל לייצר מסננים שיהיו שימושיים במהלך המשבר הזה. אנו מקיימים הרבה שותפויות כדי להרחיב את כמות החומרים הזמינים הן מקומית והן בפריסה ארצית.
"מעולם לא ראיתי את הקהילה מתכנסת כמו שהיא עשתה."
מקור המאמר המקורי: אוניברסיטת NC State