నావిగేషన్ మాస్క్ మెటీరియల్స్ కోసం పనితీరు ప్రమాణం: కణ వడపోత సామర్థ్యాన్ని కొలవడానికి అనుకూలీకరించిన పరికరం-LaRue–గ్లోబల్ ఛాలెంజెస్

సెంటర్ ఆఫ్ ఎక్సలెన్స్ ఫర్ ప్రొటెక్టివ్ ఎక్విప్‌మెంట్ అండ్ మెటీరియల్స్ (CEPEM), 1280 మెయిన్ St. W., హామిల్టన్, ON, కెనడా
ఈ కథనం యొక్క పూర్తి టెక్స్ట్ వెర్షన్‌ను మీ స్నేహితులు మరియు సహోద్యోగులతో పంచుకోవడానికి క్రింది లింక్‌ని ఉపయోగించండి.ఇంకా నేర్చుకో.
COVID-19 వంటి గాలిలో వ్యాపించే వ్యాధులను తగ్గించడానికి కమ్యూనిటీలు మాస్క్‌లను ఉపయోగించాలని పబ్లిక్ హెల్త్ ఏజెన్సీలు సిఫార్సు చేస్తున్నాయి.మాస్క్ అధిక సామర్థ్యం గల ఫిల్టర్‌గా పనిచేసినప్పుడు, వైరస్ వ్యాప్తి తగ్గుతుంది, కాబట్టి మాస్క్ యొక్క పార్టికల్ ఫిల్ట్రేషన్ ఎఫిషియెన్సీ (PFE)ని అంచనా వేయడం చాలా ముఖ్యం.అయినప్పటికీ, టర్న్‌కీ PFE సిస్టమ్‌ను కొనుగోలు చేయడం లేదా గుర్తింపు పొందిన ప్రయోగశాలను నియమించుకోవడం వంటి అధిక ఖర్చులు మరియు దీర్ఘకాల లీడ్ టైమ్‌లు ఫిల్టర్ మెటీరియల్‌ల పరీక్షకు ఆటంకం కలిగిస్తాయి."అనుకూలీకరించిన" PFE పరీక్షా వ్యవస్థ అవసరం స్పష్టంగా ఉంది;అయినప్పటికీ, (మెడికల్) మాస్క్‌ల PFE పరీక్షను సూచించే వివిధ ప్రమాణాలు (ఉదాహరణకు, ASTM ఇంటర్నేషనల్, NIOSH) వాటి ప్రోటోకాల్‌లు మరియు మార్గదర్శకాల స్పష్టతలో చాలా తేడా ఉంటుంది.ఇక్కడ, "అంతర్గత" PFE వ్యవస్థ యొక్క అభివృద్ధి మరియు ప్రస్తుత వైద్య ముసుగు ప్రమాణాల సందర్భంలో మాస్క్‌లను పరీక్షించే పద్ధతి వివరించబడింది.ASTM అంతర్జాతీయ ప్రమాణాల ప్రకారం, సిస్టమ్ లేటెక్స్ స్పియర్స్ (0.1 µm నామమాత్ర పరిమాణం) ఏరోసోల్‌లను ఉపయోగిస్తుంది మరియు మాస్క్ పదార్థం యొక్క అప్‌స్ట్రీమ్ మరియు డౌన్‌స్ట్రీమ్ కణ సాంద్రతను కొలవడానికి లేజర్ పార్టికల్ ఎనలైజర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.వివిధ సాధారణ బట్టలు మరియు మెడికల్ మాస్క్‌లపై PFE కొలతలు చేయండి.ఈ పనిలో వివరించిన పద్ధతి PFE పరీక్ష యొక్క ప్రస్తుత ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, అదే సమయంలో మారుతున్న అవసరాలు మరియు వడపోత పరిస్థితులకు అనుగుణంగా వశ్యతను అందిస్తుంది.
COVID-19 మరియు ఇతర చుక్కలు మరియు ఏరోసోల్ ద్వారా సంక్రమించే వ్యాధుల వ్యాప్తిని పరిమితం చేయడానికి సాధారణ జనాభా ముసుగులు ధరించాలని పబ్లిక్ హెల్త్ ఏజెన్సీలు సిఫార్సు చేస్తున్నాయి.[1] మాస్క్‌లు ధరించాల్సిన అవసరం ప్రసారాన్ని తగ్గించడంలో ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది మరియు [2] పరీక్షించబడని కమ్యూనిటీ మాస్క్‌లు ఉపయోగకరమైన వడపోతను అందిస్తాయని సూచిస్తుంది.వాస్తవానికి, మోడలింగ్ అధ్యయనాలు COVID-19 ప్రసారంలో తగ్గింపు ముసుగు ప్రభావం మరియు స్వీకరణ రేటు యొక్క మిశ్రమ ఉత్పత్తికి దాదాపు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని చూపించాయి మరియు ఇవి మరియు ఇతర జనాభా ఆధారిత చర్యలు ఆసుపత్రిలో చేరడం మరియు మరణాలను తగ్గించడంలో సినర్జిస్టిక్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.[3]
హెల్త్‌కేర్ మరియు ఇతర ఫ్రంట్‌లైన్ కార్మికులకు అవసరమైన సర్టిఫైడ్ మెడికల్ మాస్క్‌లు మరియు రెస్పిరేటర్‌ల సంఖ్య నాటకీయంగా పెరిగింది, ఇది ఇప్పటికే ఉన్న తయారీ మరియు సరఫరా గొలుసులకు సవాళ్లను కలిగిస్తుంది మరియు కొత్త తయారీదారులు కొత్త పదార్థాలను త్వరగా పరీక్షించి ధృవీకరించేలా చేస్తుంది.ASTM ఇంటర్నేషనల్ మరియు నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఆక్యుపేషనల్ సేఫ్టీ అండ్ హెల్త్ (NIOSH) వంటి సంస్థలు మెడికల్ మాస్క్‌లను పరీక్షించడానికి ప్రామాణిక పద్ధతులను అభివృద్ధి చేశాయి;అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతుల వివరాలు విస్తృతంగా మారుతూ ఉంటాయి మరియు ప్రతి సంస్థ దాని స్వంత పనితీరు ప్రమాణాలను ఏర్పాటు చేసుకుంది.
పార్టిక్యులేట్ ఫిల్ట్రేషన్ ఎఫిషియెన్సీ (PFE) అనేది మాస్క్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన లక్షణం ఎందుకంటే ఇది ఏరోసోల్స్ వంటి చిన్న కణాలను ఫిల్టర్ చేయగల దాని సామర్థ్యానికి సంబంధించినది.ASTM ఇంటర్నేషనల్ లేదా NIOSH వంటి రెగ్యులేటరీ ఏజెన్సీలచే ధృవీకరించబడాలంటే మెడికల్ మాస్క్‌లు తప్పనిసరిగా నిర్దిష్ట PFE లక్ష్యాలను[4-6] చేరుకోవాలి.సర్జికల్ మాస్క్‌లు ASTM ద్వారా ధృవీకరించబడ్డాయి మరియు N95 రెస్పిరేటర్‌లు NIOSH చేత ధృవీకరించబడ్డాయి, అయితే రెండు మాస్క్‌లు తప్పనిసరిగా నిర్దిష్ట PFE కట్-ఆఫ్ విలువలను కలిగి ఉండాలి.ఉదాహరణకు, 0.075 µm సగటు వ్యాసం కలిగిన ఉప్పు కణాలతో కూడిన ఏరోసోల్‌లకు N95 మాస్క్‌లు తప్పనిసరిగా 95% ఫిల్ట్రేషన్‌ను సాధించాలి, అయితే ASTM 2100 L3 సర్జికల్ మాస్క్‌లు తప్పనిసరిగా 98% ఫిల్ట్రేషన్‌ను సాధించాలి. .
మొదటి రెండు ఎంపికలు ఖరీదైనవి (>ఒక పరీక్ష నమూనాకు $1,000, పేర్కొన్న పరికరాలకు>$150,000గా అంచనా వేయబడింది), మరియు COVID-19 మహమ్మారి సమయంలో, ఎక్కువ డెలివరీ సమయాలు మరియు సరఫరా సమస్యల కారణంగా ఆలస్యం జరుగుతుంది.PFE పరీక్ష యొక్క అధిక ధర మరియు పరిమిత ప్రాప్యత హక్కులు-ప్రామాణిక పనితీరు మూల్యాంకనాలపై పొందికైన మార్గదర్శకత్వం లేకపోవడంతో-పరిశోధకులను వివిధ అనుకూలీకరించిన పరీక్షా వ్యవస్థలను ఉపయోగించేలా చేసింది, ఇవి తరచుగా ధృవీకరించబడిన వైద్య ముసుగుల కోసం ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రమాణాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి.
ప్రస్తుతం ఉన్న సాహిత్యంలో కనిపించే ప్రత్యేక మాస్క్ మెటీరియల్ టెస్టింగ్ పరికరాలు సాధారణంగా పైన పేర్కొన్న NIOSH లేదా ASTM F2100/F2299 ప్రమాణాలను పోలి ఉంటాయి.అయినప్పటికీ, పరిశోధకులకు వారి ప్రాధాన్యతల ప్రకారం డిజైన్ లేదా ఆపరేటింగ్ పారామితులను ఎంచుకోవడానికి లేదా మార్చడానికి అవకాశం ఉంది.ఉదాహరణకు, నమూనా ఉపరితల వేగం, గాలి/ఏరోసోల్ ప్రవాహం రేటు, నమూనా పరిమాణం (ప్రాంతం) మరియు ఏరోసోల్ కణ కూర్పులో మార్పులు ఉపయోగించబడ్డాయి.అనేక ఇటీవలి అధ్యయనాలు ముసుగు పదార్థాలను అంచనా వేయడానికి అనుకూలీకరించిన పరికరాలను ఉపయోగించాయి.ఈ పరికరాలు సోడియం క్లోరైడ్ ఏరోసోల్‌లను ఉపయోగిస్తాయి మరియు NIOSH ప్రమాణాలకు దగ్గరగా ఉంటాయి.ఉదాహరణకు, రోగాక్ మరియు ఇతరులు.(2020), జాంగ్‌మీస్టర్ మరియు ఇతరులు.(2020), డ్రూనిక్ మరియు ఇతరులు.(2020) మరియు జూ మరియు ఇతరులు.(2021) అన్ని నిర్మించిన పరికరాలు సోడియం క్లోరైడ్ ఏరోసోల్ (వివిధ పరిమాణాలు) ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ ద్వారా తటస్థీకరించబడుతుంది, ఫిల్టర్ చేయబడిన గాలితో కరిగించబడుతుంది మరియు మెటీరియల్ నమూనాకు పంపబడుతుంది, ఇక్కడ ఆప్టికల్ పార్టికల్ సైజర్, వివిధ కంబైన్డ్ పార్టికల్ ఏకాగ్రత కొలత యొక్క ఘనీభవించిన కణాలు [9, 14-16] కొండా మరియు ఇతరులు.(2020) మరియు హావో మరియు ఇతరులు.(2020) ఇలాంటి పరికరం నిర్మించబడింది, కానీ ఛార్జ్ న్యూట్రలైజర్ చేర్చబడలేదు.[8, 17] ఈ అధ్యయనాలలో, నమూనాలోని గాలి వేగం 1 మరియు 90 L min-1 మధ్య మారుతూ ఉంటుంది (కొన్నిసార్లు ప్రవాహం/వేగం ప్రభావాలను గుర్తించేందుకు);అయినప్పటికీ, ఉపరితల వేగం 5.3 మరియు 25 cm s-1 మధ్య ఉంది.నమూనా పరిమాణం ≈3.4 మరియు 59 cm2 మధ్య మారుతున్నట్లు కనిపిస్తోంది.
దీనికి విరుద్ధంగా, ASTM F2100/F2299 ప్రమాణానికి దగ్గరగా ఉండే లేటెక్స్ ఏరోసోల్‌ను ఉపయోగించి పరికరాల ద్వారా ముసుగు పదార్థాల మూల్యాంకనంపై కొన్ని అధ్యయనాలు ఉన్నాయి.ఉదాహరణకు, బఘేరి మరియు ఇతరులు.(2021), షాక్యా మరియు ఇతరులు.(2016) మరియు లు మరియు ఇతరులు.(2020) పాలీస్టైరిన్ లాటెక్స్ ఏరోసోల్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక పరికరాన్ని నిర్మించారు, దానిని పలుచన చేసి పదార్థ నమూనాలకు పంపారు, ఇక్కడ కణ ఏకాగ్రతను కొలవడానికి వివిధ పార్టికల్ ఎనలైజర్‌లు లేదా స్కానింగ్ మొబిలిటీ పార్టికల్ సైజ్ ఎనలైజర్‌లు ఉపయోగించబడ్డాయి.[18-20] మరియు లు మరియు ఇతరులు.వారి ఏరోసోల్ జనరేటర్ దిగువన ఛార్జ్ న్యూట్రలైజర్ ఉపయోగించబడింది మరియు ఇతర రెండు అధ్యయనాల రచయితలు ఉపయోగించలేదు.నమూనాలోని గాలి ప్రవాహం రేటు కూడా కొద్దిగా మారింది-కానీ F2299 ప్రమాణం యొక్క పరిమితుల్లో-≈7.3 నుండి 19 L min-1 వరకు.బఘేరి మరియు ఇతరులు అధ్యయనం చేసిన గాలి ఉపరితల వేగం.వరుసగా 2 మరియు 10 సెం.మీ s–1 (ప్రామాణిక పరిధిలో) ఉంటుంది.మరియు లు మరియు ఇతరులు., మరియు షక్యా మరియు ఇతరులు.[18-20] అదనంగా, రచయిత మరియు షాక్యా మరియు ఇతరులు.వివిధ పరిమాణాల రబ్బరు గోళాలను పరీక్షించారు (అంటే, మొత్తం, 20 nm నుండి 2500 nm వరకు).మరియు లు మరియు ఇతరులు.కనీసం వారి కొన్ని పరీక్షలలో, వారు పేర్కొన్న 100 nm (0.1 µm) కణ పరిమాణాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
ఈ పనిలో, ప్రస్తుతం ఉన్న ASTM F2100/F2299 ప్రమాణాలకు వీలైనంత వరకు అనుగుణంగా PFE పరికరాన్ని రూపొందించడంలో మేము ఎదుర్కొంటున్న సవాళ్లను మేము వివరిస్తాము.ప్రధాన జనాదరణ పొందిన ప్రమాణాలలో (అంటే NIOSH మరియు ASTM F2100/F2299), ASTM ప్రమాణం నాన్-మెడికల్ మాస్క్‌లలో PFEని ప్రభావితం చేసే ఫిల్టరింగ్ పనితీరును అధ్యయనం చేయడానికి పారామితులలో (వాయు ప్రవాహ రేటు వంటివి) ఎక్కువ సౌలభ్యాన్ని అందిస్తుంది.అయినప్పటికీ, మేము ప్రదర్శించినట్లుగా, ఈ సౌలభ్యం అటువంటి పరికరాల రూపకల్పనలో సంక్లిష్టత యొక్క అదనపు స్థాయిని అందిస్తుంది.
రసాయనాలు సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్ నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి మరియు యథాతథంగా ఉపయోగించబడ్డాయి.స్టైరిన్ మోనోమర్ (≥99%) అల్యూమినా ఇన్హిబిటర్ రిమూవర్‌ను కలిగి ఉన్న గాజు స్తంభం ద్వారా శుద్ధి చేయబడుతుంది, ఇది టెర్ట్-బ్యూటిల్‌కాటెకాల్‌ను తొలగించడానికి రూపొందించబడింది.డీయోనైజ్డ్ నీరు (≈0.037 µS cm–1) సార్టోరియస్ ఆరియం నీటి శుద్దీకరణ వ్యవస్థ నుండి వస్తుంది.
147 gm-2 నామమాత్రపు బరువుతో 100% కాటన్ ప్లెయిన్ వీవ్ (మస్లిన్ CT) వెరాటెక్స్ లైనింగ్ లిమిటెడ్, QC నుండి వస్తుంది మరియు వెదురు/స్పాండెక్స్ మిశ్రమం D. Zinman టెక్స్‌టైల్స్, QC నుండి వచ్చింది.ఇతర అభ్యర్థి ముసుగు పదార్థాలు స్థానిక ఫాబ్రిక్ రిటైలర్ల (ఫ్యాబ్రిక్‌ల్యాండ్) నుండి వచ్చాయి.ఈ మెటీరియల్స్‌లో రెండు వేర్వేరు 100% కాటన్ నేసిన బట్టలు (వేర్వేరు ప్రింట్‌లతో), ఒక కాటన్/స్పాండెక్స్ అల్లిన ఫాబ్రిక్, రెండు కాటన్/పాలిస్టర్ అల్లిన ఫ్యాబ్రిక్‌లు (ఒక "యూనివర్సల్" మరియు ఒక "స్వెటర్ ఫాబ్రిక్") మరియు నాన్-నేసిన కాటన్/పాలీప్రొఫైలిన్ బ్లెండెడ్ ఉన్నాయి. పత్తి బ్యాటింగ్ పదార్థం.టేబుల్ 1 తెలిసిన ఫాబ్రిక్ లక్షణాల సారాంశాన్ని చూపుతుంది.కొత్త పరికరాలను బెంచ్‌మార్క్ చేయడానికి, ASTM 2100 లెవెల్ 2 (L2) మరియు లెవెల్ 3 (L3; హాల్యార్డ్) సర్టిఫైడ్ మెడికల్ మాస్క్‌లు మరియు N95 రెస్పిరేటర్లు (3M)తో సహా స్థానిక ఆసుపత్రుల నుండి ధృవీకరించబడిన మెడికల్ మాస్క్‌లు పొందబడ్డాయి.
పరీక్షించడానికి ప్రతి పదార్థం నుండి సుమారు 85 మిమీ వ్యాసం కలిగిన వృత్తాకార నమూనా కత్తిరించబడింది;పదార్థానికి తదుపరి మార్పులు చేయలేదు (ఉదాహరణకు, వాషింగ్).పరీక్ష కోసం PFE పరికరం యొక్క నమూనా హోల్డర్‌లో ఫాబ్రిక్ లూప్‌ను బిగించండి.గాలి ప్రవాహంతో సంబంధం ఉన్న నమూనా యొక్క వాస్తవ వ్యాసం 73 మిమీ, మరియు మిగిలిన పదార్థాలు నమూనాను గట్టిగా పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించబడతాయి.అసెంబుల్డ్ మాస్క్ కోసం, ముఖాన్ని తాకిన వైపు సరఫరా చేయబడిన పదార్థం యొక్క ఏరోసోల్ నుండి దూరంగా ఉంటుంది.
ఎమల్షన్ పాలిమరైజేషన్ ద్వారా మోనోడిస్పెర్స్ అయానిక్ పాలీస్టైరిన్ రబ్బరు పాలు గోళాల సంశ్లేషణ.మునుపటి అధ్యయనంలో వివరించిన విధానం ప్రకారం, ప్రతిచర్య మోనోమర్ ఆకలి యొక్క సెమీ-బ్యాచ్ మోడ్‌లో జరిగింది.[21, 22] 250 mL త్రీ-నెక్డ్ రౌండ్ బాటమ్ ఫ్లాస్క్‌కి డీయోనైజ్డ్ వాటర్ (160 mL) వేసి, దానిని కదిలించే నూనె స్నానంలో ఉంచండి.ఫ్లాస్క్ తర్వాత నైట్రోజన్‌తో శుద్ధి చేయబడింది మరియు ప్రక్షాళన చేయబడిన, కదిలించిన ఫ్లాస్క్‌కి ఇన్హిబిటర్-ఫ్రీ స్టైరిన్ మోనోమర్ (2.1 mL) జోడించబడింది.70 °C వద్ద 10 నిమిషాల తర్వాత, డీయోనైజ్డ్ నీటిలో (8 mL) కరిగిన సోడియం లారిల్ సల్ఫేట్ (0.235 గ్రా) జోడించండి.మరో 5 నిమిషాల తర్వాత, డీయోనైజ్డ్ నీటిలో (2 మి.లీ.) కరిగిన పొటాషియం పెర్సల్ఫేట్ (0.5 గ్రా) జోడించబడింది.తదుపరి 5 గంటలలో, 66 µL min-1 చొప్పున ఫ్లాస్క్‌లోకి అదనపు ఇన్హిబిటర్-ఫ్రీ స్టైరీన్ (20 mL)ని నెమ్మదిగా ఇంజెక్ట్ చేయడానికి సిరంజి పంపును ఉపయోగించండి.స్టైరిన్ ఇన్ఫ్యూషన్ పూర్తయిన తర్వాత, ప్రతిచర్య మరో 17 గంటల పాటు కొనసాగింది.అప్పుడు పాలిమరైజేషన్‌ను ముగించడానికి ఫ్లాస్క్ తెరిచి చల్లబడుతుంది.స్నేక్‌స్కిన్ డయాలసిస్ ట్యూబ్ (3500 డా మాలిక్యులర్ వెయిట్ కట్-ఆఫ్)లో డీయోనైజ్డ్ వాటర్‌కు వ్యతిరేకంగా సింథసైజ్ చేయబడిన పాలీస్టైరిన్ లేటెక్స్ ఎమల్షన్ ఐదు రోజుల పాటు డయలైజ్ చేయబడింది మరియు డీయోనైజ్డ్ వాటర్ ప్రతిరోజూ భర్తీ చేయబడుతుంది.డయాలసిస్ ట్యూబ్ నుండి ఎమల్షన్‌ను తీసివేసి, ఉపయోగించే వరకు రిఫ్రిజిరేటర్‌లో 4 ° C వద్ద నిల్వ చేయండి.
బ్రూక్‌హావెన్ 90ప్లస్ ఎనలైజర్‌తో డైనమిక్ లైట్ స్కాటరింగ్ (DLS) నిర్వహించబడింది, లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యం 659 nm మరియు డిటెక్టర్ కోణం 90°.డేటాను విశ్లేషించడానికి అంతర్నిర్మిత పార్టికల్ సొల్యూషన్ సాఫ్ట్‌వేర్ (v2.6; బ్రూక్‌హావెన్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ కార్పొరేషన్) ఉపయోగించండి.పార్టికల్ కౌంట్ సెకనుకు సుమారు 500 వేల గణనలు (kcps) అయ్యే వరకు రబ్బరు పాలు సస్పెన్షన్ డీయోనైజ్డ్ నీటితో కరిగించబడుతుంది.కణ పరిమాణం 125 ± 3 nm గా నిర్ణయించబడింది మరియు నివేదించబడిన పాలీడిస్పర్సిటీ 0.289 ± 0.006.
ఫేజ్ ఎనాలిసిస్ లైట్ స్కాటరింగ్ మోడ్‌లో జీటా పొటెన్షియల్ యొక్క కొలిచిన విలువను పొందేందుకు జీటాప్లస్ జీటా పొటెన్షియల్ ఎనలైజర్ (బ్రూక్‌హావెన్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ కార్పొరేషన్.) ఉపయోగించబడింది.5 × 10-3m NaCl ద్రావణంలో రబ్బరు పాలు యొక్క ఆల్కాట్‌ను జోడించడం ద్వారా మరియు దాదాపు 500 kcps కణ గణనను సాధించడానికి రబ్బరు పాలు సస్పెన్షన్‌ను మళ్లీ పలుచన చేయడం ద్వారా నమూనా తయారు చేయబడింది.ఐదు పునరావృత కొలతలు (ఒక్కొక్కటి 30 పరుగులతో కూడినవి) ప్రదర్శించబడ్డాయి, ఫలితంగా జీటా సంభావ్య విలువ -55.1 ± 2.8 mV, ఇక్కడ లోపం ఐదు పునరావృతాల సగటు విలువ యొక్క ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తుంది.ఈ కొలతలు కణాలు ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడతాయని మరియు స్థిరమైన సస్పెన్షన్‌ను ఏర్పరుస్తాయని సూచిస్తున్నాయి.DLS మరియు జీటా సంభావ్య డేటాను సహాయక సమాచార పట్టికలు S2 మరియు S3లో కనుగొనవచ్చు.
మేము ASTM అంతర్జాతీయ ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా పరికరాలను రూపొందించాము, క్రింద వివరించిన విధంగా మరియు మూర్తి 1లో చూపబడింది. సింగిల్-జెట్ Blaustein అటామైజేషన్ మాడ్యూల్ (BLAM; CHTech) ఏరోసోల్ జనరేటర్ రబ్బరు బంతులను కలిగి ఉన్న ఏరోసోల్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.ఫిల్టర్ చేయబడిన ఎయిర్ స్ట్రీమ్ (GE హెల్త్‌కేర్ వాట్‌మ్యాన్ 0.3 µm HEPA-CAP మరియు 0.2 µm POLYCAP TF ఫిల్టర్‌ల ద్వారా పొందబడుతుంది) 20 psi (6.9 kPa) ఒత్తిడితో ఏరోసోల్ జనరేటర్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు 5 mg L-1లో కొంత భాగాన్ని అటామైజ్ చేస్తుంది. సస్పెన్షన్ సిరంజి పంప్ (KD సైంటిఫిక్ మోడల్ 100) ద్వారా పరికరానికి చెందిన రబ్బరు పాలులోకి ద్రవం ఇంజెక్ట్ చేయబడుతుంది.గొట్టపు ఉష్ణ వినిమాయకం ద్వారా ఏరోసోల్ జనరేటర్‌ను విడిచిపెట్టిన గాలి ప్రవాహాన్ని దాటడం ద్వారా ఏరోసోలైజ్డ్ తడి కణాలు ఎండబెట్టబడతాయి.ఉష్ణ వినిమాయకం 8-అడుగుల పొడవు గల హీటింగ్ కాయిల్‌తో 5/8 ”స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ట్యూబ్ గాయాన్ని కలిగి ఉంటుంది.అవుట్‌పుట్ 216 W (BriskHeat).దాని సర్దుబాటు డయల్ ప్రకారం, హీటర్ అవుట్‌పుట్ పరికరం యొక్క గరిష్ట విలువలో 40%కి సెట్ చేయబడింది (≈86 W);ఇది సగటు బయటి గోడ ఉష్ణోగ్రత 112 °C (ప్రామాణిక విచలనం ≈1 °C) ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది ఉపరితల-మౌంటెడ్ థర్మోకపుల్ (టేలర్ USA) కొలత ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.సహాయక సమాచారంలోని మూర్తి S4 హీటర్ పనితీరును సంగ్రహిస్తుంది.
ఎండిన అటామైజ్డ్ రేణువులను ఫిల్టర్ చేసిన గాలి యొక్క పెద్ద పరిమాణంతో కలిపి మొత్తం గాలి ప్రవాహ రేటు 28.3 L min-1 (అంటే, నిమిషానికి 1 క్యూబిక్ అడుగు) సాధించబడుతుంది.సిస్టమ్ దిగువన ఉన్న లేజర్ పార్టికల్ ఎనలైజర్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్ నమూనా యొక్క ఖచ్చితమైన ప్రవాహం రేటు కాబట్టి ఈ విలువ ఎంచుకోబడింది.రబ్బరు పాలు రేణువులను మోసుకెళ్లే గాలి ప్రవాహం రెండు ఒకేలాంటి నిలువు గదుల్లో ఒకదానికి పంపబడుతుంది (అనగా మృదువైన గోడల స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ట్యూబ్‌లు): మాస్క్ మెటీరియల్ లేని “నియంత్రణ” చాంబర్ లేదా వృత్తాకారంలో కత్తిరించిన “నమూనా” చాంబర్-ఉపయోగాన్ని వేరు చేయగలిగిన నమూనా హోల్డర్ ఫాబ్రిక్ వెలుపల చొప్పించబడింది.రెండు గదుల లోపలి వ్యాసం 73 మిమీ, ఇది నమూనా హోల్డర్ యొక్క అంతర్గత వ్యాసంతో సరిపోతుంది.మాస్క్ మెటీరియల్‌ను గట్టిగా మూసివేయడానికి నమూనా హోల్డర్ గ్రూవ్డ్ రింగ్‌లు మరియు రీసెస్డ్ బోల్ట్‌లను ఉపయోగిస్తాడు, ఆపై వేరు చేయగలిగిన బ్రాకెట్‌ను నమూనా గది యొక్క గ్యాప్‌లోకి చొప్పించండి మరియు దానిని రబ్బరు రబ్బరు పట్టీలు మరియు బిగింపులతో పరికరంలో గట్టిగా మూసివేయండి (మూర్తి S2, మద్దతు సమాచారం).
వాయుప్రసరణతో సంబంధం ఉన్న ఫాబ్రిక్ నమూనా యొక్క వ్యాసం 73 mm (ప్రాంతం = 41.9 cm2);ఇది పరీక్ష సమయంలో నమూనా చాంబర్‌లో మూసివేయబడుతుంది."నియంత్రణ" లేదా "నమూనా" చాంబర్ నుండి బయలుదేరే వాయుప్రసరణ రబ్బరు కణాల సంఖ్య మరియు ఏకాగ్రతను కొలవడానికి లేజర్ పార్టికల్ ఎనలైజర్ (కణ కొలత వ్యవస్థ LASAIR III 110)కి బదిలీ చేయబడుతుంది.పార్టికల్ ఎనలైజర్ కణ ఏకాగ్రత యొక్క దిగువ మరియు ఎగువ పరిమితులను నిర్దేశిస్తుంది, వరుసగా 2 × 10-4 మరియు ≈34 కణాలు ప్రతి ఘనపు అడుగుకు (7 మరియు ≈950 000 కణాలు).రబ్బరు పాలు ఏకాగ్రత యొక్క కొలత కోసం, కణ సాంద్రత తక్కువ పరిమితి మరియు 0.10-0.15 µm ఎగువ పరిమితితో "బాక్స్"లో నివేదించబడింది, ఇది ఏరోసోల్‌లోని సింగిల్ట్ లేటెక్స్ కణాల యొక్క సుమారు పరిమాణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.అయినప్పటికీ, ఇతర బిన్ పరిమాణాలను ఉపయోగించవచ్చు మరియు బహుళ డబ్బాలను ఒకే సమయంలో మూల్యాంకనం చేయవచ్చు, గరిష్ట కణ పరిమాణం 5 µm.
ఈ సామగ్రిలో గది మరియు పార్టికల్ ఎనలైజర్‌ను శుభ్రమైన ఫిల్టర్ చేసిన గాలితో ఫ్లష్ చేయడానికి పరికరాలు, అలాగే అవసరమైన కవాటాలు మరియు సాధనాలు (మూర్తి 1) వంటి ఇతర పరికరాలు కూడా ఉన్నాయి.పూర్తి పైపింగ్ మరియు ఇన్‌స్ట్రుమెంటేషన్ రేఖాచిత్రాలు సహాయక సమాచారం యొక్క మూర్తి S1 మరియు టేబుల్ S1లో చూపబడ్డాయి.
ప్రయోగం సమయంలో, రబ్బరు పాలు సస్పెన్షన్ స్థిరమైన కణ ఉత్పత్తిని నిర్వహించడానికి ≈60 నుండి 100 µL min-1 ప్రవాహం రేటుతో ఏరోసోల్ జనరేటర్‌లోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడింది, సుమారుగా 14-25 కణాలు ప్రతి క్యూబిక్ సెంటీమీటర్ (400 000 సెంటీమీటర్లు) 000 కణాలు).అడుగులు) 0.10–0.15 µm పరిమాణంలో ఉన్న డబ్బాలో.ఏరోసోల్ జనరేటర్ దిగువన ఉన్న రబ్బరు కణాల సాంద్రతలో గమనించిన మార్పుల కారణంగా ఈ ప్రవాహ రేటు పరిధి అవసరం, ఇది ఏరోసోల్ జనరేటర్ యొక్క లిక్విడ్ ట్రాప్ ద్వారా సంగ్రహించబడిన రబ్బరు సస్పెన్షన్ మొత్తంలో మార్పులకు కారణమని చెప్పవచ్చు.
ఇచ్చిన ఫాబ్రిక్ నమూనా యొక్క PFEని కొలవడానికి, లేటెక్స్ పార్టికల్ ఏరోసోల్ మొదట కంట్రోల్ రూమ్ ద్వారా బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు తర్వాత పార్టికల్ ఎనలైజర్‌కు పంపబడుతుంది.త్వరితగతిన మూడు కణాల ఏకాగ్రతను నిరంతరం కొలవండి, ఒక్కొక్కటి ఒక నిమిషం ఉంటుంది.పార్టికల్ ఎనలైజర్ విశ్లేషణ సమయంలో కణాల సగటు సాంద్రతను నివేదిస్తుంది, అంటే నమూనాలోని ఒక నిమిషం (28.3 ఎల్)లో కణాల సగటు సాంద్రత.స్థిరమైన కణ గణన మరియు గ్యాస్ ప్రవాహం రేటును స్థాపించడానికి ఈ బేస్‌లైన్ కొలతలను తీసుకున్న తర్వాత, ఏరోసోల్ నమూనా గదికి బదిలీ చేయబడుతుంది.సిస్టమ్ సమతౌల్య స్థితికి చేరుకున్న తర్వాత (సాధారణంగా 60-90 సెకన్లు), మరో మూడు వరుస ఒక నిమిషం కొలతలు వేగంగా వరుసగా తీసుకోబడతాయి.ఈ నమూనా కొలతలు ఫాబ్రిక్ నమూనా గుండా వెళుతున్న కణాల సాంద్రతను సూచిస్తాయి.తదనంతరం, ఏరోసోల్ ప్రవాహాన్ని తిరిగి కంట్రోల్ రూమ్‌కు విభజించడం ద్వారా, మొత్తం నమూనా మూల్యాంకన ప్రక్రియలో అప్‌స్ట్రీమ్ కణాల ఏకాగ్రత గణనీయంగా మారలేదని ధృవీకరించడానికి కంట్రోల్ రూమ్ నుండి మరో మూడు కణాల సాంద్రత కొలతలు తీసుకోబడ్డాయి.రెండు గదుల రూపకల్పన ఒకేలా ఉన్నందున-మాదిరి గది నమూనా హోల్డర్‌కు వసతి కల్పించడం మినహా-చాంబర్‌లోని ప్రవాహ పరిస్థితులను ఒకే విధంగా పరిగణించవచ్చు, కాబట్టి నియంత్రణ గది మరియు నమూనా గదిని విడిచిపెట్టిన వాయువులోని కణాల ఏకాగ్రత పోల్చవచ్చు.
పార్టికల్ ఎనలైజర్ పరికరం యొక్క జీవితాన్ని నిర్వహించడానికి మరియు ప్రతి పరీక్ష మధ్య సిస్టమ్‌లోని ఏరోసోల్ కణాలను తొలగించడానికి, ప్రతి కొలత తర్వాత పార్టికల్ ఎనలైజర్‌ను శుభ్రం చేయడానికి HEPA ఫిల్టర్ చేసిన ఎయిర్ జెట్‌ను ఉపయోగించండి మరియు నమూనాలను మార్చడానికి ముందు నమూనా గదిని శుభ్రం చేయండి.దయచేసి PFE పరికరంలో ఎయిర్ ఫ్లషింగ్ సిస్టమ్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం కోసం మద్దతు సమాచారంలో Figure S1ని చూడండి.
ఈ గణన ఒక పదార్థ నమూనా కోసం ఒకే "పునరావృత" PFE కొలతను సూచిస్తుంది మరియు ASTM F2299 (సమీకరణం (2))లోని PFE గణనకు సమానం.
§2.1లో వివరించిన పదార్థాలు మాస్క్ మెటీరియల్‌గా వాటి అనుకూలతను నిర్ణయించడానికి §2.3లో వివరించిన PFE పరికరాలను ఉపయోగించి రబ్బరు పాలు ఏరోసోల్‌లతో సవాలు చేయబడ్డాయి.మూర్తి 2 కణ ఏకాగ్రత ఎనలైజర్ నుండి పొందిన రీడింగులను చూపుతుంది మరియు స్వెటర్ ఫ్యాబ్రిక్స్ మరియు బ్యాటింగ్ మెటీరియల్స్ యొక్క PFE విలువలు ఒకే సమయంలో కొలుస్తారు.మొత్తం రెండు పదార్థాలు మరియు ఆరు పునరావృత్తులు కోసం మూడు నమూనా విశ్లేషణలు జరిగాయి.సహజంగానే, మూడు రీడింగ్‌ల సెట్‌లో మొదటి పఠనం (తేలికపాటి రంగుతో షేడ్ చేయబడింది) సాధారణంగా ఇతర రెండు రీడింగ్‌ల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది.ఉదాహరణకు, మొదటి పఠనం మూర్తి 2లోని 12-15 ట్రిపుల్స్‌లోని ఇతర రెండు రీడింగ్‌ల సగటు నుండి 5% కంటే ఎక్కువ భిన్నంగా ఉంటుంది.ఈ పరిశీలన పార్టికల్ ఎనలైజర్ ద్వారా ప్రవహించే ఏరోసోల్-కలిగిన గాలి సమతుల్యతకు సంబంధించినది.మెటీరియల్స్ మరియు మెథడ్స్‌లో చర్చించినట్లుగా, సమతౌల్య రీడింగ్‌లు (రెండవ మరియు మూడవ నియంత్రణ మరియు నమూనా రీడింగ్‌లు) PFEని వరుసగా మూర్తి 2లో ముదురు నీలం మరియు ఎరుపు షేడ్స్‌లో లెక్కించడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి.మొత్తంమీద, మూడు ప్రతిరూపాల యొక్క సగటు PFE విలువ స్వెటర్ ఫాబ్రిక్‌కు 78% ± 2% మరియు కాటన్ బ్యాటింగ్ మెటీరియల్‌కు 74% ± 2%.
సిస్టమ్ పనితీరును బెంచ్‌మార్క్ చేయడానికి, ASTM 2100 సర్టిఫైడ్ మెడికల్ మాస్క్‌లు (L2, L3) మరియు NIOSH రెస్పిరేటర్లు (N95) కూడా మూల్యాంకనం చేయబడ్డాయి.ASTM F2100 ప్రమాణం లెవల్ 2 యొక్క 0.1 µm పార్టికల్స్ మరియు లెవల్ 3 మాస్క్‌ల సబ్-మైక్రాన్ కణ వడపోత సామర్థ్యాన్ని వరుసగా ≥ 95% మరియు ≥ 98%గా సెట్ చేస్తుంది.[5] అదేవిధంగా, NIOSH-ధృవీకరించబడిన N95 రెస్పిరేటర్‌లు 0.075 µm సగటు వ్యాసం కలిగిన పరమాణు NaCl నానోపార్టికల్స్‌కు తప్పనిసరిగా ≥95% వడపోత సామర్థ్యాన్ని చూపాలి.[24] రెంగసామి మరియు ఇతరులు.నివేదికల ప్రకారం, ఇలాంటి N95 మాస్క్‌లు PFE విలువ 99.84%–99.98%, [25] జాంగ్‌మీస్టర్ మరియు ఇతరులు.నివేదికల ప్రకారం, వారి N95 కనీస వడపోత సామర్థ్యాన్ని 99.9% కంటే ఎక్కువ ఉత్పత్తి చేస్తుంది, [14] అయితే జూ మరియు ఇతరులు.నివేదికల ప్రకారం, 3M N95 మాస్క్‌లు 99% PFE (300 nm కణాలు), [16] మరియు హావో మరియు ఇతరులను ఉత్పత్తి చేశాయి.నివేదించబడిన N95 PFE (300 nm కణాలు) 94.4%.[17] షాక్యా మరియు ఇతరులు సవాలు చేసిన రెండు N95 మాస్క్‌ల కోసం.0.1 µm రబ్బరు పాలుతో, PFE దాదాపు 80% మరియు 100% మధ్య పడిపోయింది.[19] ఎప్పుడు లూ మరియు ఇతరులు.N95 మాస్క్‌లను మూల్యాంకనం చేయడానికి అదే పరిమాణంలోని రబ్బరు పాలును ఉపయోగించి, సగటు PFE 93.8%గా నివేదించబడింది.[20] ఈ పనిలో వివరించిన పరికరాలను ఉపయోగించి పొందిన ఫలితాలు N95 ముసుగు యొక్క PFE 99.2 ± 0.1% అని చూపిస్తుంది, ఇది చాలా మునుపటి అధ్యయనాలతో మంచి ఒప్పందంలో ఉంది.
అనేక అధ్యయనాలలో సర్జికల్ మాస్క్‌లు కూడా పరీక్షించబడ్డాయి.హావో మరియు ఇతరుల సర్జికల్ మాస్క్‌లు.73.4% PFE (300 nm కణాలు)ని చూపించింది, [17] అయితే మూడు సర్జికల్ మాస్క్‌లను డ్రూనిక్ మరియు ఇతరులు పరీక్షించారు.PFE ఉత్పత్తి సుమారు 60% నుండి దాదాపు 100% వరకు ఉంటుంది.[15] (తరువాతి ముసుగు ఒక సర్టిఫైడ్ మోడల్ కావచ్చు.) అయినప్పటికీ, జాంగ్‌మీస్టర్ మరియు ఇతరులు.నివేదికల ప్రకారం, పరీక్షించిన రెండు సర్జికల్ మాస్క్‌ల కనీస వడపోత సామర్థ్యం 30% కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉంది, [14] ఈ అధ్యయనంలో పరీక్షించిన సర్జికల్ మాస్క్‌ల కంటే చాలా తక్కువ.అదేవిధంగా, జూ మరియు ఇతరులచే పరీక్షించబడిన "బ్లూ సర్జికల్ మాస్క్".PFE (300 nm కణాలు) 22% మాత్రమే అని నిరూపించండి.[16] షాక్యా మరియు ఇతరులు.సర్జికల్ మాస్క్‌ల PFE (0.1 µm రబ్బరు కణాలను ఉపయోగించి) సుమారు 60-80% తగ్గిందని నివేదించింది.[19] అదే పరిమాణంలో ఉన్న లేటెక్స్ బాల్స్‌ని ఉపయోగించి, లు మరియు ఇతరుల సర్జికల్ మాస్క్ సగటు PFE ఫలితాన్ని 80.2% ఉత్పత్తి చేసింది.[20] పోల్చి చూస్తే, మా L2 మాస్క్ యొక్క PFE 94.2 ± 0.6%, మరియు L3 మాస్క్ యొక్క PFE 94.9 ± 0.3%.ఈ PFEలు సాహిత్యంలో అనేక PFEలను అధిగమించినప్పటికీ, మునుపటి పరిశోధనలో దాదాపుగా ఎటువంటి ధృవీకరణ స్థాయిని పేర్కొనలేదని మరియు మా సర్జికల్ మాస్క్‌లు స్థాయి 2 మరియు స్థాయి 3 ధృవీకరణను పొందాయని మనం గమనించాలి.
మూర్తి 2లోని అభ్యర్థి ముసుగు పదార్థాలను విశ్లేషించిన విధంగానే, మాస్క్‌లో వాటి అనుకూలతను నిర్ధారించడానికి మరియు PFE పరికరం యొక్క ఆపరేషన్‌ను ప్రదర్శించడానికి ఇతర ఆరు పదార్థాలపై మూడు పరీక్షలు జరిగాయి.మూర్తి 3 అన్ని పరీక్షించిన మెటీరియల్‌ల PFE విలువలను ప్లాట్ చేస్తుంది మరియు ధృవీకరించబడిన L3 మరియు N95 మాస్క్ మెటీరియల్‌లను మూల్యాంకనం చేయడం ద్వారా పొందిన PFE విలువలతో పోల్చింది.ఈ పని కోసం ఎంచుకున్న 11 మాస్క్‌లు/అభ్యర్థుల మాస్క్ మెటీరియల్స్ నుండి, ఇతర అధ్యయనాలు, [8, 9, 15] మరియు ఇండస్ట్రీ డిస్క్రిప్టర్‌లకు అనుగుణంగా ≈10% నుండి 100% వరకు PFE పనితీరు యొక్క విస్తృత శ్రేణిని స్పష్టంగా చూడవచ్చు. PFE మరియు PFE మధ్య స్పష్టమైన సంబంధం లేదు.ఉదాహరణకు, సారూప్య కూర్పుతో కూడిన పదార్థాలు (రెండు 100% పత్తి నమూనాలు మరియు పత్తి మస్లిన్) చాలా భిన్నమైన PFE విలువలను (వరుసగా 14%, 54% మరియు 13%) ప్రదర్శిస్తాయి.కానీ తక్కువ పనితీరు (ఉదాహరణకు, 100% పత్తి A; PFE ≈ 14%), మధ్యస్థ పనితీరు (ఉదాహరణకు, 70%/30% పత్తి/పాలిస్టర్ మిశ్రమం; PFE ≈ 49%) మరియు అధిక పనితీరు (ఉదాహరణకు, స్వెటర్ ఫ్యాబ్రిక్; PFE ≈ 78%) ఈ పనిలో వివరించిన PFE పరికరాలను ఉపయోగించి ఫాబ్రిక్‌ను స్పష్టంగా గుర్తించవచ్చు.ముఖ్యంగా స్వెటర్ ఫ్యాబ్రిక్స్ మరియు కాటన్ బ్యాటింగ్ మెటీరియల్స్ చాలా బాగా పనిచేశాయి, PFEలు 70% నుండి 80% వరకు ఉన్నాయి.అటువంటి అధిక-పనితీరు పదార్థాలు గుర్తించబడతాయి మరియు వాటి అధిక వడపోత పనితీరుకు దోహదపడే లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడానికి మరింత వివరంగా విశ్లేషించవచ్చు.అయినప్పటికీ, సారూప్య పరిశ్రమ వివరణలతో (అంటే కాటన్ మెటీరియల్స్) మెటీరియల్‌ల యొక్క PFE ఫలితాలు చాలా భిన్నంగా ఉన్నందున, ఈ డేటా క్లాత్ మాస్క్‌లకు ఏ పదార్థాలు విస్తృతంగా ఉపయోగపడతాయో సూచించదు మరియు మేము లక్షణాలను ఊహించడం లేదని మేము గుర్తు చేయాలనుకుంటున్నాము- పదార్థ వర్గాలు.పనితీరు సంబంధం.మేము క్రమాంకనాన్ని ప్రదర్శించడానికి నిర్దిష్ట ఉదాహరణలను అందిస్తాము, కొలత సాధ్యమయ్యే వడపోత సామర్థ్యం యొక్క మొత్తం పరిధిని కవర్ చేస్తుంది మరియు కొలత లోపం యొక్క పరిమాణాన్ని అందిస్తాము.
మా పరికరాలు విస్తృత శ్రేణి కొలత సామర్థ్యాలను కలిగి ఉన్నాయని నిరూపించడానికి ఈ PFE ఫలితాలను పొందాము, తక్కువ లోపం మరియు సాహిత్యంలో పొందిన డేటాతో పోలిస్తే.ఉదాహరణకు, Zangmeister మరియు ఇతరులు.అనేక నేసిన కాటన్ ఫాబ్రిక్‌ల PFE ఫలితాలు (ఉదా "కాటన్ 1-11″) (అంగుళానికి 89 నుండి 812 థ్రెడ్‌లు) నివేదించబడ్డాయి.11 పదార్థాలలో 9లో, "కనీస వడపోత సామర్థ్యం" 0% నుండి 25% వరకు ఉంటుంది;ఇతర రెండు పదార్థాల PFE దాదాపు 32%.[14] అదేవిధంగా, కొండా మరియు ఇతరులు.రెండు కాటన్ ఫ్యాబ్రిక్స్ (80 మరియు 600 TPI; 153 మరియు 152 gm-2) PFE డేటా నివేదించబడింది.PFE వరుసగా 7% నుండి 36% మరియు 65% నుండి 85% వరకు ఉంటుంది.డ్రూనిక్ మరియు ఇతరుల అధ్యయనంలో, సింగిల్-లేయర్ కాటన్ ఫ్యాబ్రిక్స్‌లో (అంటే కాటన్, కాటన్ నిట్, మోలెటన్; 139–265 TPI; 80–140 gm–2), PFE యొక్క పరిధి 10% నుండి 30% వరకు ఉంటుంది.జూ మరియు ఇతరుల అధ్యయనంలో, వారి 100% పత్తి పదార్థం 8% (300 nm కణాలు) PFEని కలిగి ఉంది.బఘేరి మరియు ఇతరులు.0.3 నుండి 0.5 µm వరకు పాలీస్టైరిన్ లేటెక్స్ కణాలను ఉపయోగించారు.ఆరు పత్తి పదార్థాల PFE (120-200 TPI; 136-237 gm-2) 0% నుండి 20% వరకు కొలుస్తారు.[18] అందువల్ల, ఈ మెటీరియల్‌లలో చాలా వరకు మా మూడు కాటన్ ఫ్యాబ్రిక్స్ (అంటే వెరాటెక్స్ మస్లిన్ CT, ఫ్యాబ్రిక్ స్టోర్ కాటన్స్ A మరియు B) PFE ఫలితాలతో మంచి ఒప్పందంలో ఉన్నాయి మరియు వాటి సగటు వడపోత సామర్థ్యం వరుసగా 13%, 14% మరియు.54%.ఈ ఫలితాలు పత్తి పదార్థాల మధ్య పెద్ద తేడాలు ఉన్నాయని మరియు అధిక PFEకి దారితీసే మెటీరియల్ లక్షణాలు (అంటే కొండా మరియు ఇతరుల 600 TPI పత్తి; మా పత్తి B) సరిగా అర్థం చేసుకోలేదని సూచిస్తున్నాయి.
ఈ పోలికలను చేస్తున్నప్పుడు, ఈ అధ్యయనంలో పరీక్షించిన పదార్థాలతో ఒకే విధమైన లక్షణాలను (అంటే మెటీరియల్ కంపోజిషన్, నేయడం మరియు అల్లడం, TPI, బరువు మొదలైనవి) కలిగి ఉన్న సాహిత్యంలో పరీక్షించిన పదార్థాలను కనుగొనడం కష్టమని మేము అంగీకరిస్తున్నాము మరియు కాబట్టి నేరుగా పోల్చలేము.అదనంగా, రచయితలు ఉపయోగించే సాధనాలలో తేడాలు మరియు ప్రమాణీకరణ లేకపోవడం వల్ల మంచి పోలికలు చేయడం కష్టమవుతుంది.అయినప్పటికీ, సాధారణ బట్టల పనితీరు/పనితీరు సంబంధాన్ని బాగా అర్థం చేసుకోలేదని స్పష్టమవుతుంది.ఈ సంబంధాలను గుర్తించడానికి మెటీరియల్‌లు ప్రామాణికమైన, సౌకర్యవంతమైన మరియు నమ్మదగిన పరికరాలతో (ఈ పనిలో వివరించిన పరికరాలు వంటివి) మరింత పరీక్షించబడతాయి.
ఒకే ప్రతిరూపం (0-4%) మరియు త్రిపాదిలో విశ్లేషించబడిన నమూనాల మధ్య మొత్తం గణాంక లోపం (0-5%) ఉన్నప్పటికీ, ఈ పనిలో ప్రతిపాదించిన పరికరాలు వివిధ పదార్థాల PFEని పరీక్షించడానికి సమర్థవంతమైన సాధనంగా నిరూపించబడ్డాయి.సాధారణ బట్టలు నుండి ధృవీకరించదగిన వైద్య ముసుగులు.మూర్తి 3 కోసం పరీక్షించబడిన 11 మెటీరియల్‌లలో, ప్రచారం లోపం σprop అనేది ఒకే నమూనా యొక్క PFE కొలతల మధ్య ప్రామాణిక విచలనాన్ని మించిపోయింది, అంటే 11 పదార్థాలలో 9 యొక్క σsd;ఈ రెండు మినహాయింపులు చాలా ఎక్కువ PFE విలువ (అంటే L2 మరియు L3 మాస్క్)లో ఉంటాయి.రెంగసామి మరియు ఇతరులు సమర్పించిన ఫలితాలు ఉన్నప్పటికీ.పునరావృత నమూనాల మధ్య వ్యత్యాసం తక్కువగా ఉందని చూపిస్తూ (అంటే, ఐదు పునరావృత్తులు <0.29%), [25] వారు మాస్క్ తయారీ కోసం ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన అధిక తెలిసిన ఫిల్టరింగ్ లక్షణాలతో కూడిన పదార్థాలను అధ్యయనం చేశారు: పదార్థం మరింత ఏకరీతిగా ఉండవచ్చు మరియు పరీక్ష కూడా ఇదే PFE పరిధి యొక్క ప్రాంతం మరింత స్థిరంగా ఉండవచ్చు.మొత్తంమీద, మా పరికరాలను ఉపయోగించి పొందిన ఫలితాలు ఇతర పరిశోధకులు పొందిన PFE డేటా మరియు ధృవీకరణ ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి.
ముసుగు యొక్క పనితీరును కొలవడానికి PFE ఒక ముఖ్యమైన సూచిక అయినప్పటికీ, భవిష్యత్తులో ముసుగు పదార్థాల యొక్క సమగ్ర విశ్లేషణ ఇతర అంశాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలని ఈ సమయంలో మనం గుర్తుంచుకోవాలి, అంటే మెటీరియల్ పారగమ్యత (అంటే, ఒత్తిడి తగ్గుదల లేదా అవకలన పీడన పరీక్ష ద్వారా. )ASTM F2100 మరియు F3502లో నిబంధనలు ఉన్నాయి.ధరించేవారి సౌకర్యానికి మరియు శ్వాస సమయంలో ముసుగు అంచు లీకేజీని నిరోధించడానికి ఆమోదయోగ్యమైన శ్వాసక్రియ అవసరం.అనేక సాధారణ పదార్థాల PFE మరియు గాలి పారగమ్యత సాధారణంగా విలోమానుపాతంలో ఉంటాయి కాబట్టి, మాస్క్ మెటీరియల్ యొక్క పనితీరును మరింత పూర్తిగా అంచనా వేయడానికి PFE కొలతతో ఒత్తిడి తగ్గింపు కొలతను నిర్వహించాలి.
ASTM F2299కి అనుగుణంగా PFE పరికరాలను నిర్మించడానికి మార్గదర్శకాలు ప్రమాణాల నిరంతర మెరుగుదల, పరిశోధనా ప్రయోగశాలల మధ్య పోల్చదగిన పరిశోధన డేటా ఉత్పత్తి మరియు ఏరోసోల్ వడపోత మెరుగుదల కోసం అవసరమైనవి అని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము.NIOSH (లేదా F3502) ప్రమాణంపై మాత్రమే ఆధారపడండి, ఇది ఒకే పరికరాన్ని (TSI 8130A) నిర్దేశిస్తుంది మరియు టర్న్‌కీ పరికరాలను కొనుగోలు చేయకుండా పరిశోధకులను నియంత్రిస్తుంది (ఉదాహరణకు, TSI వ్యవస్థలు).ప్రస్తుత ప్రామాణిక ధృవీకరణకు TSI 8130A వంటి ప్రామాణిక వ్యవస్థలపై ఆధారపడటం ముఖ్యం, అయితే ఇది పరిశోధన పురోగతికి విరుద్ధంగా పనిచేసే మాస్క్‌లు, రెస్పిరేటర్లు మరియు ఇతర ఏరోసోల్ ఫిల్ట్రేషన్ టెక్నాలజీల అభివృద్ధిని పరిమితం చేస్తుంది.NIOSH ప్రమాణం ఈ పరికరం అవసరమైనప్పుడు ఊహించిన కఠినమైన పరిస్థితులలో రెస్పిరేటర్‌లను పరీక్షించడానికి ఒక పద్ధతిగా అభివృద్ధి చేయబడింది, అయితే దీనికి విరుద్ధంగా, ASTM F2100/F2299 పద్ధతుల ద్వారా సర్జికల్ మాస్క్‌లు పరీక్షించబడతాయి.కమ్యూనిటీ మాస్క్‌ల ఆకారం మరియు శైలి సర్జికల్ మాస్క్‌ల మాదిరిగానే ఉంటాయి, అంటే అవి N95 వంటి అద్భుతమైన వడపోత సామర్థ్యం పనితీరును కలిగి ఉన్నాయని అర్థం కాదు.ASTM F2100/F2299కి అనుగుణంగా సర్జికల్ మాస్క్‌లు ఇప్పటికీ మూల్యాంకనం చేయబడితే, ASTM F2100/F2299కి దగ్గరగా ఉండే పద్ధతిని ఉపయోగించి సాధారణ బట్టలను విశ్లేషించాలి.అదనంగా, ASTM F2299 వివిధ పారామితులలో అదనపు సౌలభ్యాన్ని అనుమతిస్తుంది (వాయు ప్రవాహ రేటు మరియు ఫిల్ట్రేషన్ ఎఫిషియెన్సీ స్టడీస్‌లో ఉపరితల వేగం వంటివి), ఇది పరిశోధనా వాతావరణంలో సుమారుగా ఉన్నతమైన ప్రమాణంగా చేయవచ్చు.