KBRN tehditlerine karşı koruyucu maske filtrelerinin yerli üretimi ve uygulaması

KBRN terimi, kimyasal, biyolojik, radyolojik ve nükleer maddelerin insanlar ve çevre için neden olduğu tüm tehlikeli durumları ifade eden bir terim olarak kullanılmaktadır. Kimyasal savaş ajanları, canlıları etkisiz hale getirmek, insanları yaralamak ve öldürmek, gıda kaynaklarını kirletmek ve yok etmek, kaos ve paniğe neden olmak için kullanılan tüm kimyasalları kapsamaktadır. Kimyasal savaş ajanları, ekonomik ve stratejik açıdan önemli hedefleri bozmaktadır ve askeri ve sivil personeli koruyucu kıyafet giymeye ve koruyucu ekipman kullanmaya zorlamaktadır. KBRN ajanlarına karşı tüm vücut koruması gerekli olsa da solunum yolu son derece hassas olduğundan dolayı solunum koruması en önemli güvenlik önlemidir. Tez kapsamında KBRN nanofiber filtreler üç (3) farklı grupta toplam altı (6) adet olacak şekilde elektro-eğirme tekniği kullanılarak üretilmiştir. Selüloz asetat (CA) ve selüloz asetat + polivinil prolidon (CA + PVP) nanofiberler kaba filtre kağıdı, medikal krep kağıt ve melt-blown kumaş üzerine kaplama yapılarak üretilmiştir. Nanofiber yapılı KBRN filtrelerinin yüzey morfolojisi SEM ve yapıdaki fonksiyonel gruplar FTIR yöntemi ile araştırılmıştır. SEM görüntülerinde boncuksuz nanolif oluşumu ile yüzeyin homojen bir şekilde kaplandığı gözlenmiştir. CA filtrelerin ortalama fiber çapları 377 ± 196 nm ve CA + PVP filtrelerin ortalama fiber çapları 601 ± 209 nm bulunmuştur. FTIR spektrumunda CA ve CA + PVP'ye ait karakteristik pikler görülmüştür. Filtrelerin esneklik, mekanik kuvvet ve elastiklik gibi mekanik özellikleri EN ISO 134934–1: 2013 standartlarına uygun olacak şekilde çekme test cihazında (Shimadzu, AGS-X 10 kN) gerçekleştirilmiştir. Melt-blown kumaş nanofiberler üzerinde çekme dayanımını ve birim şekil değiştirme miktarını arttırmıştır. Geliştirilen KBRN filtrelerinde hava geçirgenliği özelliklerinin belirlenmesi TS 391 EN ISO 9237 standartlarına uygun olacak şekilde geçirgenlik test cihazı (Prowhite Airtest II) ile test edilmiştir. Meltblown kumaşla kaplanan filtreler nispeten daha yüksek hava geçirgenliği sergilemiştir (29 m3h-1). KBRN filtrelerinin filtrasyon verimliliği ve basınç düşüşü, otomatik bir hava filtresi test cihazı (8130A modeli, TSI Inc.) ile ölçülmüştür. Standart olarak kabul edilen yüksek verimli bir filtre, %90 − %100 PM2,5 (2,5 μm'den küçük veya eşit boyuttaki parçacıklar) giderme verimliliği sergilemesi gerekmektedir. Meltblown kumaş CA + PVP nanofiberlerle kaplandığında parçacık tutuş verimi (PM0.3) %93.19'a yükselmiştir. KBRN filtrelerinin formaldehit (HCHO) adsorpsiyon kapasitesi UV-Vis spektrofotometre (Shimadzu, UV-1900i) kullanılarak ölçülmüştür. En iyi adsorpsiyon, meltblown kumaş + CA + PVP nanofiber filtrelerde bulunmuştur. KBRN filtrelerinin sağlıklı bronş epitel hücreleri (BEAS-2B) üzerindeki toksik etkileri araştırılmıştır. KBRN nanofiber filtrelerinin BEAS-2B hücrelerinde toksik etkilerinin olmadığı bulunmuştur. Tüm gruplarda en yüksek doz olan 200 µg/mL göz önüne alındığında hücrelerin canlılığı %50'nin altına düşmemiştir. Ancak KBRN filtreleri formaldehit buharına maruz kaldığında toksik etkileri artmıştır. Filtreler formaldehit buharına maruz bırakıldığında formaldehitin kendi doğasından gelen toksikliği nedeniyle hücre canlılıkları azalmıştır. Diğer partikül tutma, adsorpsiyon deneyleri gibi çalışmaların sonuçlarına bakıldığında filtrelerin formaldehiti tuttuğunu söylemek mümkündür. KBRN filtrelerinin antimikrobiyal aktivitesini belirlemek için Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Staphylococcus epidermis bakterileri kullanılmıştır. Filtrelerin anti-bakteriyel özellik sergilediği gözlenmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen KBRN filtreleri ortam havası filtrelemenin yanı sıra kişisel koruyucu ekipman olan yüz maskelerinde de filtre olarak kullanılma potansiyeline sahiptir ve KBRN alanında potansiyel bir yerli ve milli filtre adayı olarak geliştirilmeye açıktır. Anahtar Kelimeler: Elektro-eğirme; Filtrasyon kapasitesi; KBRN; Nanofiber filtre