Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕДИЦИНСКОЙ МАСКИ

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.