فصلنامه بهداشت و ایمنی کار

---

مقدمه: با گسترش پاندمی کووید ۱۹ (COVID-۱۹) و عدم ایجاد حفاظت کافی توسط تجهیزات حفاظتی موجود، توجه بسیاری از پژوهشگران به توسعه ی تجهیزات حفاظت تنفسی ارتقایافته، سوق یافته است. نانوفیبرهای الکتروریسی‌شده، به دلیل دارا بودن خواص ویژه و قطر الیاف در ابعاد نانومتری، گزینه ی مناسبی جهت ارتقای خصوصیات عملکردی بسترهای معمول مورد استفاده در ماسک‌ها هستند. هدف مطالعه ی حاضر، بهینه‌سازی فرایند الکتروریسی برای ساخت بسترهای نانوفیبری پلی اکریلونیتریل (PAN) بر پایه ی جاذب چارچوب‌های ایمیدازول زئولیتی-۸ (ZIF۸) و به‌کارگیری بستر بهینه‌شده در ماسک‌های پزشکی به‌منظور افزایش عملکرد حفاظتی این ماسک‌ها است.
روش کار: در این مطالعه، برای سنتز ZIF۸، از روش دوستدار محیط زیست در محیط آبی استفاده شد. در ادامه، محلول‌های پلیمری PAN/ZIF۸ در حلال دی متیل فرمامید آماده‌سازی شده و سپس نحوه ی اثر پارامترهای الکتروریسی، ازجمله غلظت محلول پلیمری، ولتاژ اعمالی الکتروریسی، فاصله ی الکتروریسی و دبی تزریق پلیمر بر روی قطر و یکنواختی (درصد ضریب تغییرات نانوفیبرها) با بهره‌گیری از طرح آزمایشات سطح-پاسخ (RSM) بر اساس طرح مرکب مرکزی (CCD) مورد بررسی قرار گرفت. درنهایت بستر PAN/ZIF۸ بهینه شده و بستر PAN بر روی زیرلایه ی اسپان باند، الکتروریسی شد و وزن پایه، میانگین قطر فیبرها، راندمان فیلتراسیون، افت فشار و فاکتور کیفیت بسترها مورد بررسی قرار گرفت.  
یافته ها: با توجه به نتایج کسب‌شده، شرایط بهینه ی الکتروریسی محلول پلیمری PAN/ZIF۸ برای پارامترهای غلظت محلول پلیمری، ولتاژ الکتروریسی، دبی تزریق و فاصله ی الکتروریسی، به ترتیب w/v% ۷۰، kv ۲۰، ml.hr^-۱ ۰/۴ و ۱۸ cm به دست آمد. همچنین نتایج مطالعه ی حاضر، حاکی از این بود که ماسک دارای بستر نانوفیبری PAN/ZIF۸ با وجود وزن پایه ی کمتر، از عملکرد فیلتراسیون بهتر (۹۸/۵۱%)، افت فشار پایین‌تر (۳۱/۴۲ Pa) و درنهایت فاکتور کیفیت بالاتر (Pa^-۱ ۰/۱۴۰۱) در مقایسه با سایر ماسک‌های مورد بررسی برخوردار است.
نتیجه گیری: نتایج مطالعه ی حاضر، حاکی از این بوده که بسترهای ساخته‌شده ی PAN/ZIF۸، از عملکرد فیلتراسیونی خوبی برای استفاده در تجهیزات حفاظت تنفسی برخوردار هستند و می‌توان با مدل توسعه داده‌شده، نانوفیبرهای یکنواخت و پیوسته با قطر دلخواه را برای کاربردهای خاص، به‌ویژه در ساختار بسترهای فیلتراسیونی ماسک‌های حفاظت تنفسی استفاده کرد.