undefined

Design of biodegradable cellulose filtration material with high efficiency and breathability

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Ketoja, Jukka A.; Saurio, Kaisa; Rautkoski, Hille; Kenttä, Eija; Tanaka, Atsushi; Koponen, Antti I.; Virkajärvi, Jussi; Heinonen, Kimmo; Kostamo, Katri; Järvenpää, Anastasia; Hyry, Niina; Heikkilä, Pirjo; Hankonen, Nelli; Harlin, Ali

Abstrakti:

Using respiratory protective equipment is one of the relevant preventive measures for infectious diseases, including COVID-19, and for various occupational respiratory hazards. Because experienced discomfort may result in a decrease in the utilization of respirators, it is important to enhance the material properties to resolve suboptimal usage. We combined several technologies to produce a filtration material that met requirements set by a cross-disciplinary interview study on the usability of protective equipment. Improved breathability, environmental sustainability, and comfort of the material were achieved by electrospinning poly(ethylene oxide) (PEO) nanofibers on a thin foam-formed fabric from regenerated cellulose fibers. The high filtration efficiency of sub-micron–sized diethylhexyl sebacate (DEHS) aerosol particles resulted from the small mean segment length of 0.35 μm of the nanofiber network. For a particle diameter of 0.6 μm, the filtration efficiency of a single PEO layer varied in the range of 80–97 % depending on the coat weight. The corresponding pressure drop had the level of 20–90 Pa for the airflow velocity of 5.3 cm/s. Using a multilayer structure, a very high filtration efficiency of 99.5 % was obtained with only a slightly higher pressure drop. This opens a route toward designing sustainable personal protective media with improved user experience.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Tampereen yliopisto

Saurio Kaisa

Kostamo Katri

Hankonen Nelli

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Harlin Ali Orcid -palvelun logo

Järvenpää Anastasia

Koponen Antti I. Orcid -palvelun logo

Tanaka Atsushi Orcid -palvelun logo

Kenttä Eija

Rautkoski Hille

Ketoja Jukka A. Orcid -palvelun logo

Virkajärvi Jussi

Heinonen Kimmo

Hyry Niina

Heikkilä Pirjo Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

336

Artikkelinumero

122133

Julkaisu­foorumi

53113

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Rinnakkaistallenteen lisenssi

CC BY

Muut tiedot

Tieteenalat

Materiaalitekniikka; Sosiologia

Tunnistettu aihe

[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.carbpol.2024.122133

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä