Κατασκευή και χαρακτηρισμός νανοϊνών φίλτρων και η εφαρμογή τους σε τριδιάστατα εκτυπωμένες μάσκες προσώπου
Creators: name: Ορφανός, Αλέξανδρος Εμμανουήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Φίλτρα νανοϊνών
Απόδοση Φίλτρων
Τριδιάστατα εκτυπωμένες μάσκες προσώπου
Nanofiber Filters
Filtration Efficiency
Three-Dimensional (3D) Printed Face Masks

description: Σκοπός της διατριβής ήταν η κατασκευή και ο χαρακτηρισμός των φίλτρων νανοϊνών και η εφαρμογή τους σε τριδιάστατα εκτυπωμένες μάσκες προσώπου. Οι μάσκες αυτές στοχεύουν να βελτιώσουν τις αδυναμίες των μασκών προσώπου οι οποίες χρησιμοποιούνται στην καταπολέμηση της εξάπλωσης του ιού του Covid-19. Τα φίλτρα νανοϊνών κατασκευάστηκαν με τη τεχνική της ηλεκτροστατικής ινοποίησης και χαρακτηρίστηκαν με τις τεχνικές της οπτικής μικροσκοπίας και της μικροσκοπίας ατομικών δυνάμεων. Στόχος της εργασίας στο κομμάτι αυτό ήταν να οριστούν οι κατάλληλες συνθήκες του πειράματος της ηλεκτροστατικής ινοποίησης ώστε να κατασκευαστεί το τελικό φίλτρο νανοϊνών. Με τις συνθήκες αυτές πραγματοποιήθηκε η εναπόθεση των νανοϊνών πάνω σε μία στρώση φίλτρου μασκών του εμπορίου. Επόμενος στόχος ήταν να υπολογιστεί ο συντελεστής της απόδοσης των φίλτρων νανοϊνών με ένα εργαστηριακό σύστημα υπό πίεσης. Στόχος των πειραμάτων είναι να υπολογιστεί τόσο η απόδοση των φίλτρων νανοϊνών όσο και των εμπορικών φίλτρων και να γίνει η σύγκριση της απόδοσης τους. Τα πειράματα της απόδοσης των φίλτρων πραγματοποιήθηκαν με δυο ειδών διαλυμάτων νανασωματιδίων διαφορετικού μεγέθους. Στο τελευταίο κομμάτι της εργασίας ήταν ο σχεδιασμός και η κατασκευή μιας τριδιάστατα εκτυπωμένης μάσκας προσώπου στην οποία θα εφαρμόζονται τα φίλτρα νανοϊνών. Λόγο της εύκαμπτης βάσης της συγκεκριμένης μάσκας μπορεί να εφαρμόζεται στο πρόσωπο του χρήστη χωρίς να αφήνει κενά ελαχιστοποιώντας έτσι τις διαρροές των αερομεταφερόμενων σωματιδίων μέσω της αναπνοής.
description: The aim of the thesis was the fabrication and characterization of nanofiber filters and their application on three-dimensional (3D) printed face masks. These masks aim to improve the weaknesses of face masks used against the spread of the virus of Covid-19. The Nanofiber filters were manufactured using the technique of electrospinning characterized with the techniques of optical microscopy and atomic force microscopy. The first aim of the work was to define the appropriate conditions of experiment of the electrospinning in order to construct the final nanofiber filter. Using these conditions, the nanofibers were deposited on a layer of commercial mask filter. The next goal was to calculate the filtration efficiency of nanofiber filters using a laboratory vacuum system. The aim of the experiments is to calculate both the performance of nanofibrous filters and commercial filters in order to compare their performances. The experiments on the performance of the filters were carried out with two kinds of solutions of nanoparticles with different sizes. In the last part of the work was the design and construction of a 3D printed face mask, which the nanofiber filters would be applied. The base of the mask was printed with an elastomeric material. As a result, this mask can be applied to the face of the user without leaving any gaps, minimizing the leaks of airborne particles through breathing.