باحثون يابانيون يطورون كمامة تحل مشكلة "التنفس" أثناء ارتدائها

أدى وباء فيروس كورونا إلى زيادة الوعي العام بأهمية استخدام الكمامات للحماية الشخصية، لكن ظلت المشكلة في أن الأقمشة ذات المسام الصغيرة بما يكفي لاحتجاز الفيروسات -التي يبلغ حجمها عادة نحو 100 نانومتر- تقيّد تدفق الهواء، وتسبب إزعاجاً للمستخدمين، إلا أن باحثين من اليابان توصلوا الآن إلى حل لهذه المعضلة.
في دراسة نُشرت بمجلة "ماتريالز أدفانسس" (Materials Advances)، طوَّر باحثون من معهد العلوم الصناعية (IIS) بجامعة طوكيو مرشحاً يمكنه التقاط الجسيمات النانوية مثل الفيروسات دون تقييد كبير لتدفق الهواء، وتم تحقيق هذا من خلال التصميم الدقيق لهيكل المسام في المرشح.
ويتكون المرشح من صفائح نانوية مكونة من شبكة مرتبة من البورفيرينات، وهي جزيئات مسطحة على شكل حلقة مع ثقب مركزي.
الثقوب الصغيرة في جزيئات البورفيرين مصممة بحجم مناسب يسمح بمرور جزيئات الغاز الصغيرة في الهواء بسهولة، بينما تحجب حركة الجسيمات الأكبر مثل الفيروسات، وبعد ذلك يتم دعم الصفائح النانوية على قماش معدل بألياف نانوية تحتوي على مسام بحجم عدة مئات من النانومترات لتشكيل المرشح.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة كازويوكي إيشي، إن بناء الصفائح النانوية القائمة على البورفيرين يتم من خلال تفاعلات واجهية تدفعها حركة المواد المتفاعلة الناتجة عن تدرج التوتر السطحي عند واجهة الهواء والمذيب، والمعروفة باسم "تأثير مارانجوني"، ثم يتم ضغط الصفائح النانوية وطلاؤها على القماش المعدل بالألياف النانوية باستخدام طريقة الختم.
اختبر الفريق مرشحهم باستخدام الإجراء القياسي المستخدم لاختبار كمامات N95. وكشفت نتائج اختبار ترشيح الجسيمات أن المرشح احتجز بفاعلية جسيمات صغيرة بحجم الفيروسات.
وحقق المرشح كفاءة ترشيح للجسيمات بنسبة 96%، وهو ما يتجاوز متطلبات كمامة N95 البالغة 95%.
وأردف إيشي بالقول: "تمكَّن مرشحنا القائم على البورفيرين من جمع جسيمات نانوية بقطر صغير يصل إلى 100 نانومتر. الأهم من ذلك، أظهر المرشح أيضاً انخفاضاً طفيفاً في فرق الضغط في قياسات تدفق الغاز. وهذا يشير إلى أنه قادر على احتجاز جسيمات صغيرة مثل الفيروسات، مع تقييد ضئيل لتدفق الهواء".

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

أرقام

منذ 4 ساعات

• أرقام

انخفاض عدد الأطفال في اليابان للعام الرابع والأربعين على التوالي

أظهر تعداد سكاني أجرته اليابان أن عدد الأطفال واصل الانخفاض للعام الرابع والأربعين على التوالي، ليسجل أدنى مستوى منذ بدء رصد البيانات عام 1950. قالت وزارة الداخلية والاتصالات، إن عدد الأطفال دون سن الخامسة عشرة بلغ 13.7 مليوناً في الأول من أبريل الماضي. ويعادل ذلك انخفاضاً قدره 350 ألف طفل عن التعداد المناظر في عام 2024، وانقسم إجمالي عدد الأطفال إلى 7 ملايين من الذكور، و6.7 مليون أنثى. وأوضحت الوزارة أن نسبة هذه الشريحة العمرية إلى إجمالي عدد السكان بلغت 11.1%، بانخفاض سنوي قدره 0.2%، ويعد هذا العام الحادي والخمسون على التوالي من التراجع في النسبة. وفي المقابل، سجّل عدد السكان الذين تبلغ أعمارهم 65 عاماً فأكثر 36.2 مليون نسمة، بما يعادل 29.3% من السكان، أو 2.7 ضعف عدد الأطفال، مما يسلط الضوء على الخلل الديموغرافي الذي تعاني منه اليابان.

الشرق السعودية

منذ 6 ساعات

• الشرق السعودية

باحثون يابانيون يطورون كمامة تحل مشكلة "التنفس" أثناء ارتدائها

أدى وباء فيروس كورونا إلى زيادة الوعي العام بأهمية استخدام الكمامات للحماية الشخصية، لكن ظلت المشكلة في أن الأقمشة ذات المسام الصغيرة بما يكفي لاحتجاز الفيروسات -التي يبلغ حجمها عادة نحو 100 نانومتر- تقيّد تدفق الهواء، وتسبب إزعاجاً للمستخدمين، إلا أن باحثين من اليابان توصلوا الآن إلى حل لهذه المعضلة. في دراسة نُشرت بمجلة "ماتريالز أدفانسس" (Materials Advances)، طوَّر باحثون من معهد العلوم الصناعية (IIS) بجامعة طوكيو مرشحاً يمكنه التقاط الجسيمات النانوية مثل الفيروسات دون تقييد كبير لتدفق الهواء، وتم تحقيق هذا من خلال التصميم الدقيق لهيكل المسام في المرشح. ويتكون المرشح من صفائح نانوية مكونة من شبكة مرتبة من البورفيرينات، وهي جزيئات مسطحة على شكل حلقة مع ثقب مركزي. الثقوب الصغيرة في جزيئات البورفيرين مصممة بحجم مناسب يسمح بمرور جزيئات الغاز الصغيرة في الهواء بسهولة، بينما تحجب حركة الجسيمات الأكبر مثل الفيروسات، وبعد ذلك يتم دعم الصفائح النانوية على قماش معدل بألياف نانوية تحتوي على مسام بحجم عدة مئات من النانومترات لتشكيل المرشح. وقال المؤلف الرئيسي للدراسة كازويوكي إيشي، إن بناء الصفائح النانوية القائمة على البورفيرين يتم من خلال تفاعلات واجهية تدفعها حركة المواد المتفاعلة الناتجة عن تدرج التوتر السطحي عند واجهة الهواء والمذيب، والمعروفة باسم "تأثير مارانجوني"، ثم يتم ضغط الصفائح النانوية وطلاؤها على القماش المعدل بالألياف النانوية باستخدام طريقة الختم. اختبر الفريق مرشحهم باستخدام الإجراء القياسي المستخدم لاختبار كمامات N95. وكشفت نتائج اختبار ترشيح الجسيمات أن المرشح احتجز بفاعلية جسيمات صغيرة بحجم الفيروسات. وحقق المرشح كفاءة ترشيح للجسيمات بنسبة 96%، وهو ما يتجاوز متطلبات كمامة N95 البالغة 95%. وأردف إيشي بالقول: "تمكَّن مرشحنا القائم على البورفيرين من جمع جسيمات نانوية بقطر صغير يصل إلى 100 نانومتر. الأهم من ذلك، أظهر المرشح أيضاً انخفاضاً طفيفاً في فرق الضغط في قياسات تدفق الغاز. وهذا يشير إلى أنه قادر على احتجاز جسيمات صغيرة مثل الفيروسات، مع تقييد ضئيل لتدفق الهواء".

صحيفة سبق

منذ 8 ساعات

• صحيفة سبق

مشكلة تُودي بحياة٨٠٠ ألف شخص سنويًا.. دراسة: ساعات العمل الطويلة قد تُغير بنية الدماغ

كشفت نتائج بحث أولي أجراه باحثون في جامعة جاتشون ‏بكوريا الجنوبية، أن ساعات العمل الطويلة قد تُغير بنية الدماغ، وخاصةً مناطق التنظيم العاطفي والوظيفة التنفيذية، مثل الذاكرة العاملة وحل المشكلات، ما يسبب مشاكل في الإدراك والصحة العاطفية. وبحسب تقرير على موقع "ميديكال إكسبريس"، ارتبطت ساعات العمل الطويلة بارتفاع مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية، واضطرابات التمثيل الغذائي، ومشاكل الصحة العقلية. وتشير تقديرات منظمة العمل الدولية إلى أن الإفراط في العمل يودي بحياة أكثر من ٨٠٠ ألف شخص سنويًا، وفقًا للباحثين. وبحسب الدراسة التي نتشرت نتائجها على موقع مجلة "الطب المهني والبيئي -Occupational & Environmental Medicine "، حلل الباحثون بيانات وفحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ لـ110 شخصًا شاركوا في دراسة سابقة حول ساعات العمل وتاثيرها على بنية الدماغ، كما طلبوا من المشاركين فحوصات جديدة بالتصوير بالرنين المغناطيسي. وكان معظم المشاركين من الأطباء: منهم 32 طبيباً عملوا لساعات أسبوعية مفرطة بنسبة 28 في المئة من أعداد الأطباء، في مقابل 78 في المئة منهم عملوا لساعات قياسية. أظهر التحليل المقارن للنتائج أن الأشخاص الذين يعملون 52 ساعة أو أكثر أسبوعيًا أظهروا تغيرات ملحوظة في مناطق الدماغ المرتبطة بالوظيفة التنفيذية والتنظيم العاطفي، على عكس المشاركين الذين يعملون لساعات عمل قياسية أسبوعيًا. على سبيل المثال، كشف التحليل القائم على أطلس التضاريس عن زيادة بنسبة 19 في المئة في حجم التلفيف الجبهي الأوسط بين أولئك الذين يعملون لساعات طويلة مقارنةً بمن يعملون لساعات عمل قياسية، ولهذا الجزء من الدماغ دور رئيسي في مختلف الوظائف الإدراكية، وخاصةً في الفص الجبهي. وهو يشارك في الانتباه والذاكرة العاملة والمعالجة اللغوية. تم قياس الاختلافات في حجم الدماغ للمشاركين باستخدام قياس حجم الدماغ القائم على تقنية تصوير عصبي "الفوكسلVBM – "، والتي أظهرت زياداتٍ قصوى في 17 منطقة، بما في ذلك التلفيف الجبهي الأوسط، والتلفيف الجبهي العلوي، المسؤول عن الانتباه والتخطيط واتخاذ القرار، ومنطقة الجزيرة، التي لها دورٌ رئيسي في دمج التغذية الراجعة الحسية والحركية واللاإرادية من الجسم. كما أنها تشارك في المعالجة العاطفية، والوعي الذاتي، وفهم السياق الاجتماعي. ويخلص الباحثون إلى أن "النتائج تُؤكد أهمية معالجة الإرهاق في العمل كمشكلة صحية مهنية، وتسلّط الضوء على الحاجة إلى سياسات في مكان العمل تُخفف من ساعات العمل المفرطة".