در حالی که آلودگی هوا به یک چالش جدی در شهرهای بزرگ تبدیل شده و سلامت شهروندان را تهدید می‌کند، پژوهشگران ایرانی با ابتکاری نو، موفق به تولید فیلترهای هوای طبیعی از الیاف گیاه بامبو شده‌اند. این دستاورد می‌تواند راهکاری سازگار با محیط‌زیست برای بهبود کیفیت هوای تنفسی ارائه دهد.

آلودگی هوا، که سالانه میلیون‌ها قربانی می‌گیرد، به عنوان یکی از اساسی‌ترین مخاطرات زیست‌محیطی و بهداشتی عصر حاضر مطرح است. این مسئله به ویژه در مناطق شهری و صنعتی، به دلیل تراکم ذرات معلق با ابعاد میکروسکوپی و قابلیت استنشاق، به مرز هشدار رسیده است. این ذرات، شامل دسته‌های درشت (PM۱۰)، ریز (PM۲.۵) و فوق‌ریز (PM۰.۱)، به آسانی وارد دستگاه تنفسی شده و قادر به نفوذ به ریه‌ها و حتی جریان خون هستند. تحقیقات متعدد، ارتباط مستقیم آلودگی ناشی از این ذرات را با بیماری‌های تنفسی، قلبی، و حتی اختلالات شناختی و عصبی نشان داده‌اند. بر این اساس، کنترل و کاهش آلودگی هوا، به ویژه در سطح ذرات ریز، به اولویتی مهم در حوزه بهداشت عمومی و حفاظت از محیط‌زیست بدل گشته است.

در این راستا، استفاده از فیلترهای هوا به عنوان یک روش کارآمد برای کاهش ورود این ذرات به سیستم تنفسی، مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، بسیاری از فیلترهای موجود در بازار از مواد مصنوعی و پلاستیکی تولید می‌شوند که علاوه بر عدم تجزیه‌پذیری، در بلندمدت می‌توانند به آلودگی محیط‌زیست دامن بزنند. این فیلترها که عموماً از الیاف مصنوعی ساخته می‌شوند، برای تجزیه در طبیعت به هزاران سال زمان نیاز دارند و در عین حال، خطرات بالقوه‌ای برای سلامت انسان نیز به همراه دارند. از این رو، توسعه فیلترهایی که هم در جذب ذرات معلق عملکرد مطلوبی داشته باشند و هم از مواد طبیعی و زیست‌تخریب‌پذیر تولید شده باشند، به یک ضرورت انکارناپذیر در دنیای امروز تبدیل شده است.

در همین راستا، زهرا کاظمی کرچنگی، پژوهشگر حوزه صنایع چوب و فرآورده‌های سلولزی در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، به همراه دو تن از همکاران دانشگاهی خود، پژوهشی را با هدف ساخت فیلتر هوا از الیاف گیاه بامبو به انجام رسانده‌اند. هدف اصلی این محققان، تولید فیلتری با کارایی بالا و کمترین آسیب به محیط‌زیست با بهره‌گیری از این ماده طبیعی بوده است.

در جریان این پژوهش، ابتدا الیاف بامبو با استفاده از یک فرآیند شیمیایی آماده‌سازی شدند. در این روش، از هیدروکسید سدیم و آنتراکینون برای خمیر کردن الیاف استفاده شد. سپس، این الیاف با دی‌اکسید کلر رنگ‌بری و با پراکسید هیدروژن اکسید شدند. در مرحله نهایی، برای افزایش استحکام، مقداری پلی‌وینیل الکل (PVA) به این ترکیب افزوده شد. در نهایت، سوسپانسیون به دست آمده با استفاده از دستگاهی خاص همگن شده و در یک خشک‌کن انجمادی بسیار سرد به فیلتر تبدیل گردید.

نتایج این تحقیق نشان داد که فرآیند اکسیداسیون و افزودن PVA، منجر به افزایش استحکام و پایداری فیلتر تولید شده است. به طور مشخص، مقاومت کششی فیلتر، که نشان‌دهنده دوام آن است، پس از این تغییرات به طور قابل توجهی افزایش یافت. همچنین، ویژگی‌هایی نظیر نفوذپذیری هوا و میزان تخلخل فیلتر نیز تحت تأثیر این فرآیندها قرار گرفتند.

تصاویر میکروسکوپی گرفته شده از سطح این فیلترهای نوین نشان می‌دهد که ساختار آن‌ها پس از این فرآیندها متراکم‌تر شده و الیاف به صورت یکنواخت‌تری در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. این ویژگی سبب ایجاد منافذ بسیار ریز در حد نانومتر در فیلتر شده که مانع عبور ذرات بسیار کوچک موجود در هوا می‌شود. به عبارت دیگر، این فیلتر قادر است ذرات خطرناک موجود در هوا را قبل از رسیدن به ریه‌های انسان به دام بیندازد.

اطلاعات تکمیلی حاصل از این پژوهش همچنین نشان می‌دهد که فیلترهای ساخته شده از بامبو با ترکیب PVA، علاوه بر عملکرد مطلوب در جذب ذرات معلق، از نظر زیست‌محیطی نیز به مراتب بهتر از فیلترهای پلاستیکی عمل می‌کنند. به دلیل ماهیت طبیعی این مواد، تجزیه‌پذیری آن‌ها بالاتر بوده و آسیبی به محیط زیست وارد نمی‌کنند. همچنین، به دلیل ساختار نانویی خود، می‌توانند در کاربردهای متنوعی از جمله ماسک‌های تنفسی، دستگاه‌های تصفیه هوا و سیستم‌های تهویه مورد استفاده قرار گیرند.

مقاله علمی حاصل از این پژوهش نوآورانه در فصلنامه «تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران»، که تحت نظارت مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور فعالیت می‌کند و به انتشار پژوهش‌های تخصصی در زمینه علوم منابع طبیعی و صنایع سلولزی می‌پردازد، به چاپ رسیده است.

با احترام ، مجله خبری جوان آنلاین