Yeniden Kullanılabilen Grafenli Maskeler

Grafenli cerrahi maske

Günümüzde pek çok ülke yeni tip koronavirüs salgınına karşı önlem olarak vatandaşlarına cerrahi maske kullanmalarını öneriyor. Bu maskeler insanlar konuşurken, öksürürken ya da hapşırırken çevreye yayılan damlacıkların ve bu damlacıkların içindeki virüslerin başka insanların solunum sistemlerine girmesini önlüyor. Ancak virüs taşıyan damlacıklar cerrahi maskelerin dış yüzeyine tutunuyor. Bu yüzden maskelerin ya kullanıldıktan sonra atılması ya da sterilize edilmesi gerekiyor. Ancak her iki seçeneğin de tercih edilebilir olduğu söylenemez. Maskelerin tek bir kez kullanıldıktan sonra atılması çevre için önemli bir tehdit. Her gün dünya genelinde çöpe atılan yaklaşık 40 milyon maske 15.000 ton atık anlamına geliyor. Üstelik bu atıkların yakılarak yok edilmesi atmosfere karbondioksit salımıyla sonuçlanıyor. Maskelerin sterilize edilmesi de üretimlerinde kullanılan polimer bazlı iplikçikler nedeniyle çok zor. Bu iplikçikler su buharına maruz bırakıldıklarında bile sterilize olmuyor.

Maske sorununa çare bulmanın bir yolu hidrofobik (suyu iten) yüzeylere sahip maskeler üretmek olabilir. Hong Kong Politeknik Üniversitesinden Guijun Li ve arkadaşları da grafen kullanarak hidrofobik cerrahi maskeler üretmişler. Grafen karbon atomlarının birbirlerine altıgen oluşturacak şekilde bağlandığı tek katmanlı bir malzemedir.

Araştırmacılar ilk olarak lazerlerin kullanıldığı bir yöntemle grafen üretmişler. Üretim sırasında çeşitli parameterlerin değerleri ayarlanarak malzemenin hidrofobik olması sağlanmış. Araştırmacılar, daha sonra kendi geliştirdikleri bir yöntemi kullanarak cerrahi maskeleri grafenle kaplamışlar. Kullanılan grafen, hidrofobik olduğu için su damlacıkları maskelere tutunmayı başaramıyor. Maskeye temas eden damlacıklar yuvarlanarak aşağı düşüyor.

Üretilen maskelerin diğer bir önemli özelliği de kolaylıkla sterilize edilebilmeleri. Grafen, Güneş’ten gelen 300 ila 2500 nanometre dalga boylu ışığın %97’sini soğurur. Bu yüzden üretilen maskeleri 40-100 saniye güneş ışığına maruz bırakmanın üzerlerindeki virüsleri öldürmek için yeterli olacağı düşünülüyor. Çünkü güneş ışığına maruz bırakılan maskelerin sıcaklığı 40 saniye sonra 70°C’nin, 100 saniye sonraysa 80°C’nin üzerine çıkıyor. Cerrahi maskelerse güneş ışığını çok az soğurur. Beş dakika güneş ışığına maruz bırakılan maskelerin bile sıcaklığı 50°C’nin üzerine çıkmaz.

Araştırmacılar geliştirdikleri maskeleri E. coli bakterileriyle başarılı bir biçimde test etmişler. Gelecekte COVID-19 hastalığına sebep olan SARS-CoV-2 virüsü de dâhil olmak üzere çeşitli virüslerle testler yapmayı planlıyorlar.

Araştırma ile ilgili detaylı bilgiye ACS Nano’da yayımlanan makaleden ulaşabilirsiniz.

Kaynak:

• Dumé, B., “Graphene joins the fight against COVID-19”, Physics World, 2020.