Обсуждение возможных устройств для защиты от пыли, бактерий и вирусов
(предупреждение, в тексте встречаются ошибки).
Пыль – это мельчайшие твердые (органические или неорганические) частицы, которые могут находиться в воздухе в течение длительного времени во взвешенном состоянии. Взвешенные в воздухе твердые частицы представляют собой дисперсную систему, в которой дисперсной фазой являются твёрдые частицы, а дисперсной средой — воздух. Дисперсную систему взвешенных твёрдых частиц в воздухе, т.e. пыль, называют аэрозолью.
В настоящее время не существует современных способов защиты органов дыхания, то, что было создано ранее уже морально устарело и не всегда отвечает современным требованиям, отличаясь лишь дизайном, к ним относится:
— ватно-марлевая повязка;
— респираторы для защиты от пыли;
— фильтрующие противогазы.
Почему не создают ни чего современного для этих целей? – что-то более компактное, удобное, практичное и эфективное.
Из личного опыта, на днях работал в мастерской с фанерой и надышался данной пылью, что просто страсть, одевать маску не стал, так как под ней лицо становится влажным уже в первые минуты работы, а работать 6-8 часов это уже пытка, особенно если брился в этом день раздражение будет Мама не горюй.
Как известно пыль твердых пород древесины опасна тем, что вызывает рак, да еще Отец говорил, что те, кто на заводе работали в макетном цеху с древесиной уже давно покойники, что не может не настораживать.
Так вот, из того что существует ни чего не подходит, нужно что-то локальное, что будет фильтровать воздух поступаемый в нос и при этом не должно закрывать пол лица создавая дискомфорт и неудобство при работе.
Вот такое решение пришло в голову, благо в это время с ребятами в одном из центров дополнительного образования г. Воронежа (параллельно основной работе) мы разрабатывали устройство под рабочим названием «ZiNa», о ней я расскажу чуть позже.
Упростив его, убрав все лишнее и применив для фильтрации специальные быстросменные кассеты с химическими волокнами, обладающими высокой способностью задерживать пыль была разработана следующая модель.
Пояснения по работе думаю, будут лишними, меня интересует Ваше мнение по данному устройству!
А теперь об аппарате «ZiNa».
Концепция будущего устройства «ZiNa» – защита органов дыхания от инфекционного проникновения («ZiNa» – Защитная Индивидуальная НОСадка)
И так, с чего все началось?! – не однократно сталкиваясь с такой проблемой, что в настоящее время современный человек абсолютно беззащитен от различных инфекционных заболеваний переносящих воздушно капельным путем, если например, едешь в автобусе и кто-то рядом болеет и кашляет, то вероятность заражения увеличивается с каждой минутой пребывания в данной инфекционно опасной обстановке (какая бы сильная иммунная система не была, она не в силах противостоять тому инфекционному напору, который нас в данный момент окружает).
Что же делать, как противостоять этому?
Начал перебирать варианты защиты, какие эффективные и доступные средства защиты сейчас существуют? В большинстве случаев пытаются применять медицинские маски, которые абсолютно бесполезны при нахождении рядом с больным человеком, создавая при этом так сказать эффект ложной защищенности, при этом только усугубляя данную ситуацию.
И наверно всё (из известных распространенных защитных устройств), более менее эффективна в данной ситуации маска с фильтрующими патронами, которые применяют, например, при окраски автомобилей, но они довольно громоздкие, не практичные и выглядят не эстетично – отпугивающие.
Еще остаются все возможные лекарственные препараты (предупреждалки), которые направлены в основном на активацию организма, заблаговременно предупреждая его о возможном заражении, заранее ускоряя ответную реакцию, при этом вероятность заболевания остается, но период выздоравливания проходит быстрей, без опасных осложнений. Правда, эффективность данных препаратов не всегда оправдана возможностью своевременного применения.
Hi, ZiNa…
Проанализировав, все возможные варианты, я начал думать и размышлять о возможности защиты. Как и с помощью чего можно обезопасить человека от легко распространяемых инфекций? Как защитить органы дыхания, обеспечив фильтрацию или обеззараживание вдыхаемого воздуха? В итоге пришел к тому, что нужно сделать так, сказать фильтрующую насадку, которая будет обеззараживать воздух поступаемый при вдыхании.
Далее были нарисованы наброски будущего аппарата, после чего в программе AutoCAD была отрисована двухмерная модель будущего аппарата с размещением готовых модулей. Далее была произведена примерка получившего эскиза, его корректировка и подготовка чертежа к созданию трехмерной модели.
Будущая конструкция будет состоять из двух блоков, которые легко собираются перед использованием в единый аппарат.
И так, первый блок, это блок, состоящий из облучателя и элемента питания, а вторая часть это силиконовый блок с системой каналов и клапанов в котором происходит основной процесс – бактериальная дезинфекция вдыхаемого воздуха.
Принцип работы:
Аппарат состоит из двух отдельных блоков:
— силиконовый блок насадки, является каркасообразующей частью с системой разделения потоков (вдыхаемых и выдыхаемых по средством клапанов и раздельных каналов) и зоны бактерицидной дезинфекции;
— блок бактерицидного облучателя состоящего из разъема под элемент питания, элемент бактерицидного облучения и сам элемент питания, в данном случае CR2032, который вставляется непосредственно перед активацией аппарата.
Ход работы:
Аппарат активируется посредством подключения к нему элемента питания CR2032, после чего он начинает функционировать, облучая и обеззараживая воздух, проходящий через камеру бактериальной дезинфекции посредством поступательных дыхательных колебаний, предварительно обеззараживаясь перед поступлением в организм.
Вдыхаемый и выдыхаемый воздух движется по разным каналам, что исключает образование конденсата в камере дезинфекции (выдыхаемый воздух проходит через короткий канал, тем самым ускоряя естественный процесс).
Стоит отметить, что заряда элемента питания CR2032 хватает в среднем до 10 часов непрерывной работы, этого вполне достаточно чтобы пользоваться данным аппаратом продолжительное время, не обременяя себя постоянной заботой о смене элементов питания.
Научное обоснование:
Ультрафиолетовое излучение охватывает диапазон длин волн от 100 до 400 нм оптического спектра электромагнитных колебаний. По наиболее характерным реакциям, возникающим при взаимодействии ультрафиолетового излучения с биологическими приемниками, этот диапазон условно разбит на три поддиапазона: УФ-А (315 — 400 нм), УФ-В (280 — 315 нм), УФ-С (100 — 280 нм).
Ультрафиолетовое излучение относят к типу слабоионизирующих излучений, при этом ощутимо образование озона в безопасных очень малых концентрациях.
3О2 + UV = 2О3 (озон)
Малые концентрации озона в воздухе создают ощущение свежести, вдыхание воздуха с концентрацией озона 0,002-0,02 мг/л (в больших концентрациях озон ядовит и вызывает раздражение дыхательных путей, кашель, рвоту, головокружение, усталость).
В ультрафиолетовых бактерицидных излучателях, которые применяют для обеззараживания воздуха в лечебных учреждениях (согласно руководства санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации) считается, что бактерицидным действием обладает ультрафиолетовое излучение с диапазоном длин волн 205 — 315 нм, которое проявляется в деструктивно-модифицирующих фотохимических повреждениях ДНК клеточного ядра микроорганизма, что приводит к гибели микробной клетки в первом или последующем поколении.
Реакция живой микробной клетки на ультрафиолетовое излучение не одинакова для различных длин волн. Зависимость бактерицидной эффективности от длины волны излучения иногда называют спектром действия.
Установлено, что ход кривой относительной спектральной бактерицидной эффективности для различных видов микроорганизмов практически одинаков.
Более чувствительны к воздействию ультрафиолетового излучения вирусы и бактерии в вегетативной форме (палочки, кокки). Менее чувствительны грибы и простейшие микроорганизмы. Наибольшей устойчивостью обладают споровые формы бактерий.
Учитывая тот факт, что наш аппарат локального применения, обеспечивающий непосредственный контакт с кожей человека, а также в связи с тем, что облучаемый объем сравнительно ничтожен, для решения наших целей достаточно будет существенное уменьшение ультрафиолетового облучения до минимально возможного, применяя «мягкий» ультрафиолет поддиапазона: УФ-А.
Таким образом для испытаний принят излучатель из подгруппы ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм), энергии на фотон, 3,10–3,94 эВ.
В заключении стоит сказать, что предлагаемый аппарат защиты органов дыхания от инфекционного проникновения под названием «ZiNa» сейчас смотрится необычно, где то смешно и не серьезно, но возможно в будущем данная футуристическая концепция будет также обыденной и распространенной как, например сотовый телефон.
(предупреждение, в тексте встречаются ошибки).
Пыль – это мельчайшие твердые (органические или неорганические) частицы, которые могут находиться в воздухе в течение длительного времени во взвешенном состоянии. Взвешенные в воздухе твердые частицы представляют собой дисперсную систему, в которой дисперсной фазой являются твёрдые частицы, а дисперсной средой — воздух. Дисперсную систему взвешенных твёрдых частиц в воздухе, т.e. пыль, называют аэрозолью.
В настоящее время не существует современных способов защиты органов дыхания, то, что было создано ранее уже морально устарело и не всегда отвечает современным требованиям, отличаясь лишь дизайном, к ним относится:
— ватно-марлевая повязка;
— респираторы для защиты от пыли;
— фильтрующие противогазы.
Почему не создают ни чего современного для этих целей? – что-то более компактное, удобное, практичное и эфективное.
Из личного опыта, на днях работал в мастерской с фанерой и надышался данной пылью, что просто страсть, одевать маску не стал, так как под ней лицо становится влажным уже в первые минуты работы, а работать 6-8 часов это уже пытка, особенно если брился в этом день раздражение будет Мама не горюй.
Как известно пыль твердых пород древесины опасна тем, что вызывает рак, да еще Отец говорил, что те, кто на заводе работали в макетном цеху с древесиной уже давно покойники, что не может не настораживать.
Так вот, из того что существует ни чего не подходит, нужно что-то локальное, что будет фильтровать воздух поступаемый в нос и при этом не должно закрывать пол лица создавая дискомфорт и неудобство при работе.
Вот такое решение пришло в голову, благо в это время с ребятами в одном из центров дополнительного образования г. Воронежа (параллельно основной работе) мы разрабатывали устройство под рабочим названием «ZiNa», о ней я расскажу чуть позже.
Упростив его, убрав все лишнее и применив для фильтрации специальные быстросменные кассеты с химическими волокнами, обладающими высокой способностью задерживать пыль была разработана следующая модель.
Пояснения по работе думаю, будут лишними, меня интересует Ваше мнение по данному устройству!
А теперь об аппарате «ZiNa».
Концепция будущего устройства «ZiNa» – защита органов дыхания от инфекционного проникновения («ZiNa» – Защитная Индивидуальная НОСадка)
И так, с чего все началось?! – не однократно сталкиваясь с такой проблемой, что в настоящее время современный человек абсолютно беззащитен от различных инфекционных заболеваний переносящих воздушно капельным путем, если например, едешь в автобусе и кто-то рядом болеет и кашляет, то вероятность заражения увеличивается с каждой минутой пребывания в данной инфекционно опасной обстановке (какая бы сильная иммунная система не была, она не в силах противостоять тому инфекционному напору, который нас в данный момент окружает).
Что же делать, как противостоять этому?
Начал перебирать варианты защиты, какие эффективные и доступные средства защиты сейчас существуют? В большинстве случаев пытаются применять медицинские маски, которые абсолютно бесполезны при нахождении рядом с больным человеком, создавая при этом так сказать эффект ложной защищенности, при этом только усугубляя данную ситуацию.
И наверно всё (из известных распространенных защитных устройств), более менее эффективна в данной ситуации маска с фильтрующими патронами, которые применяют, например, при окраски автомобилей, но они довольно громоздкие, не практичные и выглядят не эстетично – отпугивающие.
Еще остаются все возможные лекарственные препараты (предупреждалки), которые направлены в основном на активацию организма, заблаговременно предупреждая его о возможном заражении, заранее ускоряя ответную реакцию, при этом вероятность заболевания остается, но период выздоравливания проходит быстрей, без опасных осложнений. Правда, эффективность данных препаратов не всегда оправдана возможностью своевременного применения.
Hi, ZiNa…
Проанализировав, все возможные варианты, я начал думать и размышлять о возможности защиты. Как и с помощью чего можно обезопасить человека от легко распространяемых инфекций? Как защитить органы дыхания, обеспечив фильтрацию или обеззараживание вдыхаемого воздуха? В итоге пришел к тому, что нужно сделать так, сказать фильтрующую насадку, которая будет обеззараживать воздух поступаемый при вдыхании.
Далее были нарисованы наброски будущего аппарата, после чего в программе AutoCAD была отрисована двухмерная модель будущего аппарата с размещением готовых модулей. Далее была произведена примерка получившего эскиза, его корректировка и подготовка чертежа к созданию трехмерной модели.
Будущая конструкция будет состоять из двух блоков, которые легко собираются перед использованием в единый аппарат.
И так, первый блок, это блок, состоящий из облучателя и элемента питания, а вторая часть это силиконовый блок с системой каналов и клапанов в котором происходит основной процесс – бактериальная дезинфекция вдыхаемого воздуха.
Принцип работы:
Аппарат состоит из двух отдельных блоков:
— силиконовый блок насадки, является каркасообразующей частью с системой разделения потоков (вдыхаемых и выдыхаемых по средством клапанов и раздельных каналов) и зоны бактерицидной дезинфекции;
— блок бактерицидного облучателя состоящего из разъема под элемент питания, элемент бактерицидного облучения и сам элемент питания, в данном случае CR2032, который вставляется непосредственно перед активацией аппарата.
Ход работы:
Аппарат активируется посредством подключения к нему элемента питания CR2032, после чего он начинает функционировать, облучая и обеззараживая воздух, проходящий через камеру бактериальной дезинфекции посредством поступательных дыхательных колебаний, предварительно обеззараживаясь перед поступлением в организм.
Вдыхаемый и выдыхаемый воздух движется по разным каналам, что исключает образование конденсата в камере дезинфекции (выдыхаемый воздух проходит через короткий канал, тем самым ускоряя естественный процесс).
Стоит отметить, что заряда элемента питания CR2032 хватает в среднем до 10 часов непрерывной работы, этого вполне достаточно чтобы пользоваться данным аппаратом продолжительное время, не обременяя себя постоянной заботой о смене элементов питания.
Научное обоснование:
Ультрафиолетовое излучение охватывает диапазон длин волн от 100 до 400 нм оптического спектра электромагнитных колебаний. По наиболее характерным реакциям, возникающим при взаимодействии ультрафиолетового излучения с биологическими приемниками, этот диапазон условно разбит на три поддиапазона: УФ-А (315 — 400 нм), УФ-В (280 — 315 нм), УФ-С (100 — 280 нм).
Ультрафиолетовое излучение относят к типу слабоионизирующих излучений, при этом ощутимо образование озона в безопасных очень малых концентрациях.
3О2 + UV = 2О3 (озон)
Малые концентрации озона в воздухе создают ощущение свежести, вдыхание воздуха с концентрацией озона 0,002-0,02 мг/л (в больших концентрациях озон ядовит и вызывает раздражение дыхательных путей, кашель, рвоту, головокружение, усталость).
В ультрафиолетовых бактерицидных излучателях, которые применяют для обеззараживания воздуха в лечебных учреждениях (согласно руководства санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации) считается, что бактерицидным действием обладает ультрафиолетовое излучение с диапазоном длин волн 205 — 315 нм, которое проявляется в деструктивно-модифицирующих фотохимических повреждениях ДНК клеточного ядра микроорганизма, что приводит к гибели микробной клетки в первом или последующем поколении.
Реакция живой микробной клетки на ультрафиолетовое излучение не одинакова для различных длин волн. Зависимость бактерицидной эффективности от длины волны излучения иногда называют спектром действия.
Установлено, что ход кривой относительной спектральной бактерицидной эффективности для различных видов микроорганизмов практически одинаков.
Более чувствительны к воздействию ультрафиолетового излучения вирусы и бактерии в вегетативной форме (палочки, кокки). Менее чувствительны грибы и простейшие микроорганизмы. Наибольшей устойчивостью обладают споровые формы бактерий.
Учитывая тот факт, что наш аппарат локального применения, обеспечивающий непосредственный контакт с кожей человека, а также в связи с тем, что облучаемый объем сравнительно ничтожен, для решения наших целей достаточно будет существенное уменьшение ультрафиолетового облучения до минимально возможного, применяя «мягкий» ультрафиолет поддиапазона: УФ-А.
Таким образом для испытаний принят излучатель из подгруппы ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм), энергии на фотон, 3,10–3,94 эВ.
В заключении стоит сказать, что предлагаемый аппарат защиты органов дыхания от инфекционного проникновения под названием «ZiNa» сейчас смотрится необычно, где то смешно и не серьезно, но возможно в будущем данная футуристическая концепция будет также обыденной и распространенной как, например сотовый телефон.