مفهوم إنشاء حماية تنفسية جديدة

مناقشة الأجهزة الممكنة للحماية من الغبار والبكتيريا والفيروسات
(تحذير ، هناك أخطاء في النص).



الغبار هو أصغر الجسيمات الصلبة (العضوية أو غير العضوية) التي يمكن أن تكون في الهواء لفترة طويلة في التعليق. الجسيمات الصلبة المعلقة في الهواء هي نظام مشتت حيث الجسيمات الصلبة هي المرحلة المشتتة والهواء هو الوسيط المشتت. نظام مشتت من المواد الصلبة العالقة في الهواء ، أي يسمى الغبار بخاخ.

في الوقت الحالي ، لا توجد طرق حديثة لحماية الجهاز التنفسي ، ما تم إنشاؤه سابقًا أصبح قديمًا ولا يفي دائمًا بالمتطلبات الحديثة ، ويختلف فقط في التصميم ، وهذه تشمل:

- ضمادة شاش قطني ؛
- أجهزة التنفس للحماية من الغبار ؛
- تصفية أقنعة الغاز.

لماذا لا يخلقون أي شيء حديث لهذه الأغراض؟ - شيء أكثر إحكاما وملاءمة وعملية وكفاءة.


من التجربة الشخصية ، في اليوم الآخر عملت في ورشة عمل مع الخشب الرقائقي وتنفس في هذا الغبار ، لأنني ببساطة لم أرتدي قناعًا ، لأن تحته أصبح الوجه رطبًا في الدقائق الأولى من العمل ، والعمل لمدة 6-8 ساعات هو بالفعل تعذيب ، خاصة إذا حلق في هذا اليوم سيكون التهيج ماما لا تبكي.

كما تعلمون ، غبار الأخشاب الصلبة خطير لأنه يسبب السرطان ، وقال الأب أيضًا أن أولئك الذين عملوا في ورشة عمل بالحجر على الخشب لفترة طويلة ماتوا ، وهو أمر مثير للقلق.

لذلك ، من حقيقة أنه لا يوجد شيء لا يناسبك ، فأنت بحاجة إلى شيء محلي يقوم بتصفية الهواء الداخل للأنف وفي نفس الوقت لا يجب أن يغطي أرضية الوجه ، مما يخلق عدم الراحة والإزعاج عند العمل.

جاء هذا القرار إلى ذهني ، لأنه في ذلك الوقت ، مع الرجال في أحد مراكز التعليم الإضافي في فورونيج (بالتوازي مع العمل الرئيسي) ، قمنا بتطوير جهاز تحت اسم العمل "ZiNa" ، والذي سأتحدث عنه لاحقًا.

من خلال تبسيطها وإزالة جميع الخراطيش غير الضرورية وتطبيق خراطيش سريعة التغيير خاصة بألياف كيميائية ذات قدرة عالية على الاحتفاظ بالغبار للتصفية ، تم تطوير النموذج التالي.



أعتقد أن تفسيرات العمل ستكون غير ضرورية ، أنا مهتم برأيك في هذا الجهاز!

والآن عن ZiNa.

مفهوم جهاز ZiNa المستقبلي هو حماية أعضاء الجهاز التنفسي من العدوى (ZiNa - Protection Individual NOSadka)

وهكذا ، أين بدأ كل شيء ؟! - لم يواجه مرة واحدة بمثل هذه المشكلة بحيث أن الشخص المعاصر في الوقت الحاضر غير قادر على الدفاع تمامًا ضد الأمراض المعدية المختلفة التي تنتقل عن طريق قطرات محمولة جواً ، إذا كنت ، على سبيل المثال ، تسافر في حافلة وكان شخص قريب مريضًا ويسعل ، ثم يزداد احتمال الإصابة مع كل دقيقة تكون فيها في هذا بيئة خطرة معدية (بغض النظر عن مدى قوة جهاز المناعة ، فإنه غير قادر على تحمل الضغط المعدي الذي يحيط بنا في الوقت الحالي).

ما يجب القيام به ، وكيفية مواجهة هذا؟

بدأت في فرز خيارات الحماية ، ما هي وسائل الحماية الفعالة والمعقولة التكلفة الموجودة الآن؟ في معظم الحالات ، يحاولون استخدام الأقنعة الطبية التي لا فائدة منها تمامًا عند الوقوف بجوار شخص مريض ، مع خلق تأثير الأمن الكاذب ، إذا جاز التعبير ، مع تفاقم هذا الوضع فقط.

وربما يكون كل شيء (من أجهزة الحماية الشائعة المعروفة) ، قناع بخراطيش التصفية ، والتي يتم استخدامها ، على سبيل المثال ، عند طلاء السيارات ، أقل فعالية في هذه الحالة ، ولكنها ضخمة إلى حد ما ، وليست عملية ولا تبدو جميلة من الناحية الجمالية - مخيفة.

لا تزال هناك جميع الأدوية (التحذيرات) الممكنة ، والتي تهدف أساسًا إلى تنشيط الجسم ، وتحذيره مسبقًا من عدوى محتملة ، وتسريع الاستجابة مقدمًا ، بينما يبقى احتمال المرض ، ولكن فترة التعافي تمر بشكل أسرع ، دون مضاعفات خطيرة. صحيح أن فعالية هذه الأدوية لا تبررها دائمًا إمكانية الاستخدام في الوقت المناسب.

مرحبًا ZiNa ...

بعد تحليل جميع الخيارات الممكنة ، بدأت أفكر في إمكانية الحماية والتفكير فيها. كيف وبأي مساعدة يمكن حماية الشخص من انتشار العدوى بسهولة؟ كيف تحمي الجهاز التنفسي من خلال تصفية أو تعقيم الهواء المستنشق؟ ونتيجة لذلك ، توصلت إلى استنتاج مفاده أنه من الضروري القيام بذلك ، مثل فوهة المرشح ، والتي سوف تعقيم الهواء الذي يتم تلقيه عن طريق الاستنشاق.



بعد ذلك ، تم رسم رسومات للجهاز المستقبلي ، وبعد ذلك تم رسم نموذج ثنائي الأبعاد للجهاز المستقبلي مع وضع وحدات جاهزة في AutoCAD. بعد ذلك ، تم تجربة الرسم الناتج وتصحيحه وإعداد الرسم لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد.

سيتألف التصميم المستقبلي من وحدتين يسهل تجميعهما قبل استخدامه في وحدة واحدة.

وهكذا ، فإن الكتلة الأولى عبارة عن كتلة تتكون من مشعع وعنصر بطارية ، والجزء الثاني عبارة عن كتلة سيليكون مع نظام من القنوات والصمامات التي تتم فيها العملية الرئيسية - التطهير البكتيري للهواء المستنشق.

مبدأ العمل:

يتكون الجهاز من كتلتين منفصلتين:
- كتلة فوهة السيليكون عبارة عن جزء يشكل إطارًا مع نظام لفصل التدفقات (استنشاقها وزفيرها عن طريق الصمامات والقنوات المنفصلة) ومنطقة تطهير للجراثيم ؛
- كتلة من مشعاع مبيد للجراثيم يتكون من موصل للبطارية وعنصر مبيد للجراثيم والبطارية نفسها ، في هذه الحالة CR2032 ، والتي يتم إدخالها مباشرة قبل تنشيط الجهاز.

التقدم:

يتم تنشيط الجهاز عن طريق توصيل بطارية CR2032 بها ، وبعد ذلك يبدأ العمل عن طريق تشعيع وتعقيم الهواء المار عبر غرفة التطهير البكتيرية من خلال التذبذبات التنفسية الانتقالية ، قبل تعقيمها قبل دخول الجسم.

ينتقل الهواء المستنشق والزفير من خلال قنوات مختلفة ، مما يلغي تكوين المكثفات في غرفة التطهير (يمر الهواء الزفير عبر قناة قصيرة ، وبالتالي تسريع العملية الطبيعية).

تجدر الإشارة إلى أن شحن بطارية CR2032 يستمر في المتوسط ​​حتى 10 ساعات من التشغيل المتواصل ، وهذا يكفي تمامًا لاستخدام هذا الجهاز لفترة طويلة ، دون إثقال نفسك بقلق دائم بشأن تغيير البطاريات.

المنطق العلمي:

تغطي الأشعة فوق البنفسجية نطاقًا موجيًا يتراوح من 100 إلى 400 نانومتر من الطيف البصري للموجات الكهرومغناطيسية. وفقًا لأكثر التفاعلات المميزة التي تحدث أثناء تفاعل الأشعة فوق البنفسجية مع أجهزة الكشف البيولوجية ، ينقسم هذا النطاق بشكل مشروط إلى ثلاثة نطاقات فرعية: UV-A (315-400 نانومتر) ، UV-B (280 - 315 نانومتر) ، UV-C (100 - 280 نانومتر) )

تصنف الأشعة فوق البنفسجية على أنها إشعاعات مؤينة ضعيفة ، في حين يمكن ملاحظة تكوين الأوزون بتركيزات منخفضة للغاية آمنة.

32 + UV = 23 (الأوزون)

تركيزات منخفضة من الأوزون في الهواء تخلق شعوراً بالنضارة ، واستنشاق الهواء بتركيز الأوزون 0.002-0.02 ملغم / لتر (في التركيزات العالية ، يكون الأوزون سامًا ويسبب تهيج الجهاز التنفسي ، والسعال ، والتقيؤ ، والدوخة ، والتعب).

في بواعث مبيدة للجراثيم فوق البنفسجية ، والتي تستخدم لتطهير الهواء في المؤسسات الطبية (وفقًا للمبادئ التوجيهية للتنظيم الصحي والوبائي للاتحاد الروسي) ، يُعتقد أن الأشعة فوق البنفسجية ذات المدى الموجي من 205 - 315 نانومتر ، والتي تتجلى في التعديل المدمر للضرر الكيميائي الضوئي للحمض النووي الخلوي ، لها تأثير مبيد للجراثيم. نواة الكائنات الحية الدقيقة ، مما يؤدي إلى موت الخلية الميكروبية في الجيل الأول أو اللاحق.
إن استجابة الخلية الميكروبية الحية للأشعة فوق البنفسجية ليست هي نفسها بالنسبة للأطوال الموجية المختلفة. يسمى اعتماد فعالية مبيد للجراثيم على الطول الموجي للإشعاع أحيانًا طيف العمل.

وقد وجد أن مسار منحنى فعالية مبيد للجراثيم الطيفي النسبي لأنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة هو نفسه تقريبًا.

الفيروسات والبكتيريا في شكل نباتي (العصي والمكورات) أكثر حساسية للأشعة فوق البنفسجية. الفطريات والبروتوزوا أقل حساسية. تكون أشكال بوغ البكتيريا أكثر مقاومة.

وبالنظر إلى حقيقة أن جهازنا للاستخدام المحلي ، الذي يوفر اتصالًا مباشرًا بجلد الإنسان ، وأيضًا لأن الحجم المشعع ضئيل نسبيًا ، فإن تقليلًا كبيرًا للإشعاع فوق البنفسجي إلى أدنى حد ممكن سيكون كافيًا لحل مشاكلنا باستخدام نطاق فرعي فوق بنفسجي "ناعم" : UV-A.

وهكذا ، تم اعتماد باعث من المجموعة الفرعية القريبة من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية - أ (UVA ، 315-400 نانومتر) ، طاقة الفوتون ، 3.10-3.94 إلكترون فولت للاختبار.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن الجهاز المقترح لحماية الجهاز التنفسي من العدوى باسم "ZiNa" يبدو الآن غير عادي ، في مكان ما مضحك وغير خطير ، ولكن ربما في المستقبل سيكون هذا المفهوم المستقبلي شائعًا ومألوفًا ، مثل الهاتف الخليوي.