СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕДИЦИНСКОЙ МАСКИ
METHOD OF MEDICAL MASK MANUFACTURING

Изобретение направлено на обеспечение индивидуальной эффективной бактерицидной защиты на основе применения нанотехнологии, а именно оперативное получение коллоидного раствора наночастиц серебра в воде с одновременной пропиткой в нем тканевых заготовок медицинских масок.
Наночастицы серебра образуются в процессе импульсного воздействия излучения лазера на парах меди на серебряную мишень, помещенную в жидкость. В качестве жидкости использована дистиллированная вода.
Параметры лазерного излучения:
- длины волн излучения - 0,51 и 0,58 мкм;
- энергия импульса излучения - 1…5 мДж;
- длительность импульса излучения - 20 нс;
- частота следования импульсов - 5…15 кГц.
В момент испарения очередной порции серебра расширяющийся эрозионный факел создает волну давления в жидкости. Это давление воздействует на материал маски с периодичностью частоты следования лазерных импульсов и обеспечивает дополнительное сцепление наночастиц с ворсинками ткани маски.
Известен способ получения медицинской маски, заключающийся в пропитке заготовки маски в заранее приготовленном коллоидном растворе серебра. При этом способе повышение сцепления частиц серебра с тканью достигается применением дополнительного ультразвукового генератора, помещаемого в раствор.
Предлагаемый способ отличается следующим.
1. Процессы получения и использования раствора проходят одновременно;
2. Не требуется дополнительного УЗ-генератора.
К дополнительным преимуществам необходимо отнести:
- общеизвестную предпочтительность раствора наночастиц серебра перед раствором ионов серебра из-за отсутствия негативных побочных влияний.
Использование лазера на парах меди предопределено тем, что:
- вода прозрачна для этого излучения;
- при разрушении мишени наносекундными импульсами в режиме «взрывного» испарения в воде продукты разрушения представляют собой наночастицы в виде чешуек диаметром 60 и толщиной несколько нанометров;
- схлопывание эрозионного факела от лазерного воздействия в воде порождает гидроудар, который способствует повышению сцепления наночастиц серебра с материалом ткани маски.
Указанный технический результат достигают тем, что в процессе разрушения серебряной пластины в воде импульсами излучения лазера на парах меди происходит образование коллоидного раствора, периодически перемешиваемого энергией эрозионного факела. Для разрушения подбирается специальный, так называемый «взрывной» режим воздействия лазерных импульсов.
В качестве примера использован лазер на парах меди «Кулон-10» с параметрами:
- энергия импульса излучения - 1 мДж;
- длительность импульса излучения - 20 нс;
- частота следования импульсов - 15 кГц;
- фокусное расстояние фокусирующего объектива - 100 мм.
На чертеже изображена «Принципиальная схема предлагаемого способа». Номера позиций обозначают:
1 - сетка-контейнер с масками;
2 - мишень из серебра;
3 - технологическая камера;
4 - коллоидный раствор;
5 - лазерный луч;
6 - фокусирующий элемент.
В качестве материала мишени использовалась пластина из чистого ювелирного серебра.
Длительность экспонирования мишени и пропитки масок составляла 17 минут.
В качестве аналога была выбрана работа «Новый метод покрытия тканей наночастицами серебра», размещенная на сайтах «Нанотехнологии Popnano.ru/Новости/Материалы и структуры» и http://kc-kachestvo.ru/textile/torre-kakchestvo1949.html «Кадровый центр-Качество». По информации этих источников исследователи из Швейцарии и Израиля разработали новый метод получения тканей (хлопка, нейлона и полиэстера), покрытых наночастицами серебра.
В раствор нитрата серебра в смеси вода-этиленгликоль помещается образец хлопчатобумажной ткани, который после этого подвергается ультразвуковому воздействию.
Массовая доля осажденного серебра слабо зависит от природы ткани. Это свидетельствует в пользу того, что частицы удерживаются за счет физической адсорбции. По всей видимости, ультразвук как бы вдавливает частицы в поверхность волокон. Размер частиц в среднем составляет около 80 нм, однако наблюдаются и более крупные агрегаты.
Еще одним источником информации (прототипом) выбрана работа «Образование наночастиц при лазерной абляции металлов в жидкости» авторов: Ф Бозон-Вердюра, Г.Ф.Шафеев и др. из журнала «Квантовая электроника», №8, 2003 г., стр.714-720.