В современном мире, где здоровье и безопасность сотрудников на предприятиях становятся приоритетом, особую роль играет обеспечение чистоты воздушной среды. В медицинских, химических и биотехнологических лабораториях воздух часто насыщен как безвредными, так и патогенными бактериями. Даже при использовании распространённых средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) микробы могут проникать в организм через мельчайшие щели или оставаться на поверхности фильтров. Проблема защиты от микробиологических загрязнений воздуха стояла особенно остро — пока команда учёных из Пермского Политехнического университета, под руководством доцента Елены Фарберовой, не предложила собственное уникальное решение.
Перспективные разработки ПНИПУ: новая ступень в защите дыхательных путей
Учёные ПНИПУ ранее уже прославились, представив миру антибактериальный сорбент на основе серебра и меди для очистки воды. На этот раз коллектив подошёл к вопросу защиты воздушной среды, создав фильтрующий материал, который сочетает в себе угольную ткань с частицами меди. Эта новинка способна блокировать до 98% бактерий, присутствующих в атмосфере, что делает её чрезвычайно актуальной для медицинских учреждений, химических лабораторий, промышленных предприятий и любых мест с высокими гигиеническими требованиями.
Исследование проводилось в рамках крупной программы академического лидерства "Приоритет 2030" и стало ключевым вкладом в сборник трудов "Химия. Экология. Урбанистика" (2025, том 1). Результаты работы открывают новые горизонты для промышленности и здравоохранения, повышая безопасность и улучшая качество среды, в которой трудятся люди.
Как работает фильтр на основе угольной ткани и меди
В базу уникального фильтрующего элемента легла активированная угольная ткань саржевого плетения. Она отличается высокой пористостью, минимальным сопротивлением воздуху и способна выдерживать агрессивные химические и термические воздействия. Благодаря малой толщине (3–5 мм) и лёгкому весу (300–350 г/м2), материал отлично подходит для создания компактных и легких респираторных устройств и фильтров.
Однако сама по себе угольная ткань не способна нейтрализовать патогенные микроорганизмы. Инновация команды ПНИПУ заключается в модификации основы: ткань насыщается ионами меди, известными своими выраженными бактерицидными свойствами. Именно внедрение меди в структуру полотна позволяет уничтожать основную массу вредных микроорганизмов, попадающих в воздушный поток.
Проверенная эффективность: результаты лабораторных испытаний
Эффективность разработанного фильтра была протестирована как в контролируемых условиях лаборатории, так и в динамическом режиме, имитирующем реальные рабочие процессы. Сначала учёные помещали небольшие образцы модифицированной ткани на питательные среды, заражённые культурами разных микроорганизмов, и наблюдали появление "зон гибели", где бактерии были уничтожены. Затем фильтрующий материал испробовали в системе с постоянной протяжкой заражённого воздуха, оценивая, насколько хорошо фильтр задерживает и уничтожает вредные клетки.
Результаты оказались по-настоящему впечатляющими: фильтр задерживал и уничтожал практически 98% всех бактерий, проходящих через него вместе с воздушным потоком. Таким образом, его можно использовать как в составе индивидуальных средств защиты, так и для комплексной очистки воздуха в помещениях.
Мнение экспертов: комментарий Елены Фарберовой
Доцент Елена Фарберова, кандидат химических наук и ведущий исследователь проекта, делится оптимизмом относительно практического применения нового материала: "Наш фильтр не только эффективно задерживает вредные микроорганизмы, обеспечивая высокую степень безопасности для пользователя, но и соответствует всем современным требованиям к комфорту и компактности СИЗОД. Мы уверены, что эта разработка найдёт широкое применение — от медицины до производств, где чистота воздушных потоков жизненно важна".
Преимущества для медицины и промышленности
Новый фильтрующий материал обладает рядом несомненных достоинств. В отличие от большинства современных аналогов, новинка из Пермского Политеха не только механически очищает воздух, задерживая частицы и аэрозоли, но и активно уничтожает бактерии, синергетически снижая риски инфицирования персонала и пациентов. Это особенно важно для работы в операционных, лабораториях, в фармацевтической и пищевой промышленности, а также на предприятиях биотехнологического сектора.
Лёгкий вес и небольшая толщина позволяют использовать материал при разработке респираторов нового поколения и встроенных фильтров для локальной очистки воздуха в самых разных помещениях. Благодаря высокой химической и термической устойчивости, материал годится для многократного применения, не теряет эффективности даже при обработке агрессивными дезинфицирующими средствами.
Будущее обеспечено наукой ПНИПУ: надёжная защита и новые горизонты
Внедрение такого материала станет значительным шагом вперёд на пути к формированию безопасных условий труда там, где раньше обычные фильтры были бессильны против бактериальных угроз. Благодаря усилиям коллектива Пермского Политеха под руководством Елены Фарберовой, рабочие процессы в медицинских, научных и промышленных сферах теперь могут протекать в атмосфере максимальной стерильности без угрозы скрытых биологических рисков.
Новая разработка уже вызвала интерес у представителей различных отраслей, а технологические и научные сообщества с нетерпением ожидают расширения спектра её промышленного применения. Инновационный подход и научный креатив исследователей ПНИПУ, вдохновлённых желанием обеспечить здоровье и безопасность каждого, формируют будущее, в котором чистота воздуха перестаёт быть недостижимой мечтой.
Источник: scientificrussia.ru
