See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"SARS-CoV-2 viirusega seonduvate probleemide lahendamise sihtgrant (COVSG)" projekt COVSG36
COVSG36 "Vase ja tema sulamite ning hõbeda nanoklastritega aktiveeritud materjalid ruumide õhufiltrite aktiveerimiseks ja kasutusaja pikendamiseks ning SARS-CoV-2 leviku otsustavaks vältimiseks siseruumides" (1.10.2020−31.12.2021); Vastutav täitja: Enn Lust; Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, keemia instituut; Finantseerija: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur; Eraldatud summa: 200 000 EUR.
COVSG36
Vase ja tema sulamite ning hõbeda nanoklastritega aktiveeritud materjalid ruumide õhufiltrite aktiveerimiseks ja kasutusaja pikendamiseks ning SARS-CoV-2 leviku otsustavaks vältimiseks siseruumides
Materials activated with copper and its alloys and silver nanoclusters to activate and extend the life of indoor air filters and to decisively prevent the spread of SARS-CoV-2 indoors
1.10.2020
31.12.2021
Teadus- ja arendusprojekt
SARS-CoV-2 viirusega seonduvate probleemide lahendamise sihtgrant (COVSG)
ETIS valdkondETIS alamvaldkondCERCS valdkondFrascati Manuali valdkondProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT150 Materjalitehnoloogia2.5 Materjalitehnika100,0
PerioodSumma
01.10.2020−31.12.2021200 000,00 EUR
200 000,00 EUR

Eesmärgiks on suurendada respiraator- ja filtermaterjalide viirusi siduvat või tapvat toimet, uurida materjalide regenereerimise ja korduvkasutamise võimalusi. Töötatakse välja metoodika polümeersete nanokiud-materjalidele või õhukesekihiliste mikro-mesopoorsete süsinikmaterjalide aktiveerimiseks metallide (Cu, Ag) ja sulamite (Cu-Al, Cu-Zn) nanoklastritega redutseerivates tingimustes. Kasutatakse nii füüsikalise kui ka keemilise sadestamise meetodeid (kahe või enama komponendi samaaegset alaliskõrgpinge elektriväljas ja redutseerivas atmosfääris dispergeerimist või metallide laserarurustamist/elektromagnetsadestamist) süsinikmaterjalidele. Saadud materjalide poorsuse, 3-D struktuuri ja keemilise koostise ning ajalise stabiilsuse määramiseks kasutatakse erinevaid kaasaegseid meetodeid. Füüsikalised struktuuri- ja keemilise koostise andmed seostatakse materjalide viirusi surmavate/pärssivate omadustega (ajaline stabiilsus, kasutusaja pikkus väljendatuna läbifiltreeritud õhu hulgana).
Novel methods of deposition of new antivirus mico-mesoporous high surface area materials activated with Cu, Cu-Al, Cu-Si, Cu-Zn, Cu-Sn and Ag nanoclusters onto nanowire electrospinned polymers, carbon nanopowders or carbon thin-films will be worked out. Electrospinning of two or three non-aqueous solutions in reducing conditions (different nonaqueous salt and polymer solutions) and laser ablation or electromagnetron deposition methods of metal nanoclusters onto carbon particles and thin-film carbon materials will be used. Specific surface area, 3-D structure, chemical composition and time stability of materials with very high surface area will be established by physical and electrochemical methods. Antivirological characteristics will be established using internationally accepted standard tests. Physical characteristics and chemical composition of materials will be compared with antiviral/virucidal parameters (inhibition, half-life, residence time, amount of viruses accumulated etc.).
Antud projekti eesmärgiks oli välja töötada erineva kontsentratsiooniga PVDF polümeerist DMF lahuses elektrospinnitud nanokiudmembraanide sünteesimise tingimused ja nende nanokiudmaterjalide aktiveerimise karakteristkud Cu(NO3)2, AgNO3 ja ZnCl2 vesilahuse samaaegsel lektrospinnimisel/elektrodispergeerimisel alalisvoolu kõrgepinge (9-19 kV) väljas. Süstemaatilise katsetamise ja analüüsi alusel töötati välja konkreetsed katsetingimused Cu, Ag ja Zn nanoklastritega aktiveeritud, gripiviirust A (IAV ja H1N1) ja SARS-CoV-2 tapvate materjalide valmistamiseks. Sünteesiti materjalid ja määrati nende füüsikalised omadused ja poorsus ning selgitati välja elektroketramise optimaalsed parameetrid. Määrati nanoklastrite keskmistatud suurused ja näidati, et nanoklastri keemiline loomus mõjutab veidi mikro-meso-makropoorse filtermaterjali füüsikalisi omadusi ja gaaside (aerogeeli) läbilaskvust. Leiti, et aerosoli läbilaskvus on kõige parem Ag, Cu või Zn nanoklastritega mitte modifitseritud membraanidel /filtritel. Kõige vähem aerosoole läbilaskvaks osutusid Zn-ga modifitseeritud nanokiudmembraanid. Leiti, et nanomaterjalide läbilaskvus on sõltuv nanoklastrite olemasolust materjalis ja NaCl aerosooli osakeste läbilaskvus on väga väike Ag, aga eriti Zn nanoklastritega aktiveeritud nanokiudmaterjalide korral. Viroloogilised testid viidi läbi prof.A. Meritsa juhtimisel TÜ Bioohutuse laboris. Leiti, et mida hüdrofiilsem on nanokiudmembraan (Zn nanoklastritega modifitseeritud) seda suurem on kiirus, millega viirusi surmatakse. Nimelt esimese kahe tunni vältel vähenes gripiviiruse osakete kontentratsioon (aktiivsus) üle kahe suurusjärgu, mida peetakse väga heaks tulemuseks. Leiti, et samuti sõltuvad viirusi tapva membraani/riide omadused sünteesis kasutatud polümeerilahuse kontsentratsioonist. Leiti, et elektrivälja tugevas mõjutab nanokiudmaterjalide kiudude diameetrit/paksust ja väga vähesel määral ka Ag ja Zn modifitseeritud materjalide hüdrofiilsust. TVT lõpptase on 5-6 ,sest valmis õhufiltritesse sobiv materjal, mis lisaks väga heale fitreerimisvõimele on võimeline 2 tunni jooksul surmama rohkem kui kaks suurusjärku gripiviiruse (IAV ja H1N1) ja SARS-CoV-2 osakesi. Valmistatud materjal on ajas stabiilne, ei lase läbi osakesi suuruste vahemikus 100-3000 nm, mida testiti NaCl aresoolidega standardselt kasutatava läbivustesti meetodil. Antud materjali valmistamise ja testimise ning viirusi tapvate omaduste kohta on avaldamisel WoS 1.1 taseme artikkel ajakirjas: Separation and Purification Technology. Süstematilise analüüsi tulemusena leiti optimaalsed PVDF kontsenratsioonid DMF lahuses, tehti kindlaks Ag NO3 ja ZnCl2 kontsentratsioonid ja teostati erinevad füüsikalised karakteriseerimised. XRD analüüs näitas PVDF krisallkonformatsiooni muutust Ag ja Zn nanoosakeste lisandumisel polumeeri kiududesse või nende vahele. SEM -EDX näitas Ag ja Zn naniklastrite ühtlast jaotust üle kogu materjali pinna. XPS tõestas nii Ag kui Zn olemasolu PVDF materjalis.