مرشح هواء المصنوع من بروتين الذرة بدلاً من المنتجات البترولية يمكن أن يلتقط في نفس الوقت الجسيمات الصغيرة. بالإضافة إلى المواد الكيميائية السامة مثل الفورمالديهايد التي لا تستطيع مرشحات الهواء الحالية القيام بها.
كما يمكن أن يؤدي البحث إلى أجهزة تنقية هواء أفضل. خاصة في مناطق العالم التي تعاني من نوعية هواء سيئة للغاية. حيث يقدم مهندسو جامعة ولاية واشنطن تقريرًا عن تصميم واختبار المواد لهذا الفلتر الحيوي في مجلة تكنولوجيا الفصل والتنقية.
تصفية الجسيمات
قالت كاتي تشونغ، الأستاذة في كلية الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد بجامعة WSU والمؤلفة المقابلة لهذه الورقة: “ليس من الصعب تصفية الجسيمات، ولكن التقاط أنواع مختلفة من جزيئات الغاز الكيميائي في وقت واحد، وهذا أكثر أهمية”. كما “يجب أن تكون مواد ترشيح الهواء المعتمدة على البروتين واعدة جدًا لالتقاط أنواع متعددة من ملوثات الهواء”.
يعد سوء نوعية الهواء أحد عوامل الإصابة بأمراض مثل الربو وأمراض القلب وسرطان الرئة. كما تقوم أجهزة تنقية الهواء التجارية بإزالة الجزيئات الصغيرة الموجودة في السخام أو الدخان أو عوادم السيارات. والتي يمكن استنشاقها مباشرة إلى الرئتين، ولكن تلوث الهواء غالبًا ما يحتوي أيضًا على جزيئات غازية خطيرة أخرى. مثل أول أكسيد الكربون والفورمالدهيد وغيرها من المركبات العضوية المتطايرة.
مرشح هواء الجسيمات
مع المسام ذات الحجم الميكروني، يمكن لمرشحات هواء الجسيمات النموذجية عالية الكفاءة، والمعروفة أيضًا باسم مرشحات HEPA. التقاط الجزيئات الصغيرة ولكنها غير قادرة على التقاط الجزيئات الغازية. وقال تشونغ إنها غالبا ما تكون مصنوعة من المنتجات البترولية والزجاج. مما يؤدي إلى تلوث ثانوي عندما يتم التخلص من المرشحات القديمة.
بروتين الذرة
طور الباحثون في جامعة WSU مرشح هواء أكثر صداقة للبيئة مصنوع من ألياف بروتين الذرة. وكان قادرًا على التقاط 99.5% من الجسيمات الصغيرة في وقت واحد.
على غرار مرشحات HEPA التجارية، و87% من الفورمالديهايد. وهو أعلى من مرشحات الهواء المصممة خصيصًا لأولئك أنواع السموم.
اختار الباحثون الذرة للدراسة بسبب وفرتها كمنتج زراعي في الولايات المتحدة. كما أن بروتين الذرة كاره للماء. مما يعني أن البروتين يطرد الماء ويمكن أن يعمل بشكل جيد في بيئة رطبة مثل القناع.
الجزيئات الكيميائية السامة
تعرف الأحماض الأمينية الموجودة في بروتين الذرة بالمجموعات الوظيفية. عند تعرضها على سطح البروتين، تعمل هذه المجموعات الوظيفية مثل الأيدي المتعددة. حيث تقوم بالتقاط الجزيئات الكيميائية السامة. وقد أثبت الباحثون ذلك من خلال تعريض مجموعة وظيفية على سطح البروتين. حيث استحوذت على الفورمالديهايد.
ويفترضون أن إعادة ترتيب البروتينات بشكل أكبر يمكن أن يطور مجموعة تشبه اللوامس من المجموعات الوظيفية التي يمكنها الاستيلاء على مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية من الهواء.
وقال تشونغ: “من خلال هذه الآلية. من المعقول جدًا أن نتوقع أن يتمكن مرشح الهواء المعتمد على البروتين من التقاط المزيد من أنواع الجزيئات الكيميائية السامة”.
أغشية رقيقة من البروتينات
كما أن البنية ثلاثية الأبعاد التي طوروها تقدم أيضًا وعدًا أكبر لطريقة تصنيع بسيطة من الأغشية الرقيقة من البروتينات التي طورها فريق البحث سابقًا. واستخدموا كمية صغيرة من مادة كيميائية. كحول البولي فينيل، للصق الألياف النانوية معًا في مادة خفيفة الوزن تشبه الرغوة.
وقال تشونغ: “يوفر هذا العمل طريقًا جديدًا لتصنيع مرشحات هواء صديقة للبيئة ومتعددة الوظائف مصنوعة من الكتلة الحيوية الطبيعية الوفيرة”. “أعتقد أن هذه التكنولوجيا مهمة جدًا لصحة الناس وبيئتنا، ويجب تسويقها تجاريًا”.
اقرأ أيضا:
قفزة في التمثيل الضوئي الاصطناعي.. اعرف التفاصيل