أثبتت أقنعة الوجه حتى الآن أنها خط الدفاع الأول الأكثر فاعلية ضد جميع الأوبئة والأوبئة المعدية.

ومع ذلك ، فإن أكبر إزعاج لأقنعة الوجه هو صعوبة التنفس والوصول إلى الهواء النقي. من ناحية أخرى ، إذا كانت الأقنعة مصنوعة من مسامية للسماح بدخول الهواء النقي ، فقد تسمح أيضًا لجراثيم Covid-19 بممر آمن داخل القناع ، مما يهزم الغرض الرئيسي من القناع.

إذا تم توفير شرط حيث يتم إجبار الهواء الداخل على القناع على المرور عبر عامل تطهير سريع مثل a قناة ضوء UVC ، يمكن أن يعطل جميع مسببات الأمراض بما في ذلك فيروس كورونا ، مما يوفر هواء أكثر صحة للمستخدم داخل قناع الوجه.

في المنشور أدناه ، قمت بمحاولة في هذا الاتجاه بفكرة قناع وجه مبتكرة من شأنها تطهير الهواء الداخل إلى القناع باستخدام مفهوم UVGI ، مما يسمح للمستخدم بالتنفس بحرية.

كيف يمكن أن تكون الأشعة فوق البنفسجية فعالة

تقنية UVGI تعني الإشعاع فوق البنفسجي المبيد للجراثيم ، والذي يتضمن استخدام الخصائص المدمرة للأشعة فوق البنفسجية ضد مسببات الأمراض ، للقضاء عليها من خلال الأشعة فوق البنفسجية.

وجد الباحثون أنه عندما يتم تعريض مسببات الأمراض للإشعاع بأشعة UVC المركزة ، فإن مادة RNA الخاصة بهم تتحلل وتتلف بسرعة.

في مفهوم تطهير قناع الوجه لدينا ، نظرًا لأن الهواء يجب أن يمر أولاً عبر قناة ضيقة ، مشعًا بأشعة UVC المركزة ، فإنه قادر على إلحاق أقصى قدر من الخصائص المدمرة للفيروسات التي تنتقل عبر هذا الممر.

ما هو UVC

في مصطلح UVC ، يرمز UV إلى UltraViolet ، و C يشير إلى فئة الطول الموجي لضوء UV ، والذي يتراوح بين 100 و 280 نانومتر ، كما هو موضح في الصورة التالية:

الطول الموجي الذي يقع في النطاق بين 100 و 280 نانومتر هو نطاق الأشعة فوق البنفسجية الذي لديه القدرة على القضاء على جميع أشكال مسببات الأمراض بما في ذلك البكتيريا والفيروسات.

UVC LED

في الوقت الحاضر ، من الممكن الحصول على مصابيح LED مبيدة للجراثيم مصممة لتوليد ضوء UVC في نطاق 250 إلى 280 نانومتر. لقد أثبتت مصابيح الأشعة فوق البنفسجية هذه أنها فعالة تمامًا في تعطيل الفيروسات التي تدخل منطقة الضوء.

يمكنك رؤية بعض الأمثلة على SMD UVC LED في الأشكال التالية والتي يمكن تطبيقها على [تطبيق تطهير الهواء بقناع الوجه المقترح. يمكنك أيضًا التحقق من أوراق البيانات المجاورة.

ورقة البيانات 1 و ورقة البيانات 2 و ورقة البيانات 3

نظرًا لحقيقة أن الأشعة فوق البنفسجية في هذا النطاق قد تكون ضارة أيضًا لجلد الإنسان ، فإن هذا هو بالضبط سبب حصر مؤشر الأشعة فوق البنفسجية في هذا المفهوم داخل حاوية منفصلة تمنع أي تلامس للضوء مع جلد الإنسان.

“مضخم عكسي مقابل غير مقلوب ”

تطبيق UVC في أقنعة الوجه

نظرًا لأنه أصبح من السهل الآن الوصول إلى مصابيح LED المبيدة للجراثيم UVC ، فقد أصبح تنفيذها في تطبيقات مبيدات الجراثيم المبتكرة أمرًا سهلاً.

في الأوبئة الحرجة مثل COVID 19 ، عندما يكون ارتداء الأقنعة إلزاميًا للجميع خاصةً لجميع العاملين في مجال الرعاية الصحية ، فقد يتسبب ذلك في الكثير من الإزعاج والأوقات العصيبة.

يمكن استخدام المفهوم الموضح في الصورة التالية كمرفق خارجي لأقنعة الوجه من أجل تمكين الهواء النقي المعقم للمستخدم.

يجب أن يكون السطح الداخلي للأنبوب أبيض اللون حتى تنعكس الأشعة فوق البنفسجية من جدران الأنبوب مما يعزز كفاءة التطهير.

هنا ، يمكننا أن نرى أنبوبًا أسطوانيًا صغيرًا يحتوي على مصباح UVC LED وبطارية Li-Ion. يتم فتح الفم السفلي للأنبوب للسماح بدخول الهواء الجوي أو ربما الهواء المصاب إلى الأنبوب ، بينما يتم توصيل الطرف الآخر بأنبوب يتصل بقناع الوجه. يمكن مشاهدة إعداد الاتصال في الصورة التالية.

إذا كان اتصال الأنبوب يبدو مرهقًا وفوضويًا ، فمن الممكن أن يتم تحويله إلى وحدة من نوع المكونات الإضافية كما هو موضح في المثال التالي

يسمح الإعداد للهواء بالدخول إلى الأنبوب ، والتطهير بواسطة ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، ثم المضي قدمًا عبر الأنبوب المتصل إلى داخل قناع الوجه.

عندما يزفر المستخدم ، يحدث العكس. الآن ، يخرج هواء الزفير من الأنبوب ، وفي هذه العملية يتم تطهيره أثناء الخروج من الأنبوب.

بهذه الطريقة ، يقوم مصباح UVC LED بتطهير الهواء في كلا الاتجاهين ، أثناء الاستنشاق والزفير ، مما يساعد بشكل كبير على منع انتشار المرض المعدي.

ما نوع أقنعة الوجه التي يمكن استخدامها؟

نظرًا لأن التصميم يتطلب أن تكون الوصلات صلبة وثابتة ، فقد لا تتوافق أقنعة الوجه المصنوعة من القماش مع هذا المفهوم ، بل قد تكون الأقنعة المصنوعة من البلاستيك أو غيرها من المواد الصلبة أكثر ملاءمة.

“ميزات نظام التشغيل لينكس ”

البطارية التي يمكن استخدامها

نظرًا لأن الاستهلاك الحالي لمصباح UVC LED المحدد هو 60 مللي أمبير فقط ، فإن بطارية Li-Ion أو Lipo الصغيرة 3.7 فولت 300 مللي أمبير في الساعة ستكون كافية لتوفير نسخة احتياطية لأكثر من 4 ساعات في كل عملية شحن.