ФОТОКАТАЛІТИЧНИЙ КОМПОЗИЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ІНАКТИВАЦІЇ БАКТЕРІЙ ТА СПОР ГРИБКІВ, ЩО ПЕРЕНОСЯТЬСЯ ПОВІТРЯНИМ ШЛЯХОМ

Тези доповіді

УДК 699.874, 614.712, 614.485
Даніленко Ігор Анатолійович,
ORCID 0000-0002-0016-1045,
кандидат фізико-математичних наук, старший дослідник, старший науковий співробітник, Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України,
Київ, Україна
е-mail:igord69@ukr.net
Горбань Оксана Олександрівна
ORCID 0000-0002-8052-1839,
кандидат хімічних наук, доцент, старший науковий співробітник,
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України,
Київ, Україна
е-mail:oxanag1@ukr.net
Куява Людмила Михайлівна,
ORCID 0000-0002-5536-8529,
молодший науковий співробітник,
Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського,
Київ, Україна
e-mail
Затока Любов Петрівна,
ORCID 0000-0002-7970-1875
науковий співробітник,
Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського,
Київ, Україна
e-mail

ФОТОКАТАЛІТИЧНИЙ КОМПОЗИЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ІНАКТИВАЦІЇ БАКТЕРІЙ ТА СПОР ГРИБКІВ, ЩО ПЕРЕНОСЯТЬСЯ ПОВІТРЯНИМ ШЛЯХОМ
У цьому дослідженні запропоновано новий композитний матеріал із посиленою бактерицидною та антигрибковою дією, який використовує комплексну взаємодію з мікроорганізмами: механічну взаємодію із шипами тетраподів ZnO, фотокаталітичний процес на наночастинках ZnO, дезінфекцію наночастинками Ag.

Ключові слова: бактерії, спори грибків, знешкодження, повітря, фотокаталіз.

Незадовільна якість повітря всередині приміщень розцінюється як серйозний фактор ризику як для здоров'я людини, так і для збереження матеріальних цінностей. Мікробіологічні забруднювачі повітря приміщень, які становлять небезпеку для здоров'я та матеріалів, характеризуються великою різноманітністю: від пилку і спор рослин, до різних видів бактерій, грибків, водоростей і деяких найпростіших, як потрапляють із зовнішнього середовища через повітря, до мікроорганізмів і алергенів, що передаються від людини до людини. Тому очищення повітря в приміщеннях можна розглядати як захід боротьби проти несприятливого впливу біологічних забруднювачів повітря на здоров'я людей та збереження цінностей.
Для усунення спор грибків та бактерій у повітрі зазвичай використовуються методи фільтрації та дезінфекції. Метод фільтрації, навіть при використанні НЕРА фільтрів, тільки затримує бактерії та спори на фільтрах, де вони можуть розмножуватись та, при деяких умовах, попадати у приміщення. Методи дезінфекції газами та аерозолями можуть бути шкідливими для здоров’я людини та пошкоджувати матеріальні цінності, папір, тощо. В останній час було розвинуто фотокаталітичні методи знешкодження мікроорганізмів в повітрі, які не приводять до утворення шкідливого озону, але їх ефективність досить низька, тому у традиційних очищувачах повітря використовується послідовний набір фільтрів – фотокаталітичний, плазмовий, вугільний, НЕРА фільтри, тощо. Все це приводить до суттєвого удорожчання фільтрувальної системи та збільшення її розмірів. Тому необхідно сконцентрувати максимально можливу кількість ефективних засобів знищення мікроорганізмів у мінімальному об’ємі фільтру.
Новий композитний матеріал використовує комплексну взаємодію з мікроорганізмами: механічну взаємодію із шипами тетраподів ZnO, фотокаталітичний процес на наночастинках ZnO, дезінфекцію наночастинками Ag. Композитний фотокаталітичний матеріал, що містить тетраподи ZnO, наночастинки ZnO і Ag, у співвідношенні тетраподи ZnO/ZnO NPs/ Ag NPs 4 г/4 г/0,04 г, готувався ультразвуковим змішуванням в етиловому спирті і наносився на сітчасті носії за допомогою фарбування. Ці носії розташовані у об’ємі 0.02 м3 модулю і опромінювались УФ випромінюванням з довжиною хвилі 365 нм.
Тестування нового матеріалу у складі фотокаталітичного модуля для очищення повітря в приміщенні від типових бактерій та спор грибків було проведено в дезінфекційному центрі НБУВ ім. Вернадського об’ємом 36 м3. Збір повітряних проб для мікробіологічних випробувань до, під час та після роботи модулю здійснювався за допомогою активного відбору проб повітря за методом Кротова. Інкубація проб була проведена при 25oC, щоб забезпечити зростання колоній грибків та бактерій. Аналіз проб показав, що початковий рівень забруднення повітря мікроорганізмами у дезінфекційному центрі складає 115 КУО/м3. Робота по дезінфекції книжок персоналом призвела до зростання концентрації колоній мікроорганізмів у повітрі до 150 КУО/м3, а після роботи модулю впродовж 60 хвилин впала в 5 разів та не перевищувала 20 КУО/м3 впродовж роботи модулю до кінця робочого дня. Слід відзначити, що наступного дня на початку робіт концентрація мікроорганізмів складала 60 КУО/м3.

UDC 699.874, 614.712, 614.485
Danilenko Igor
ORCID 0000-0002-0016-1045,
PhD, Associate Professor, Senior Research,
Donetsk Institute for Physics and Engineering named after O.O. Galkin NAS of Ukraine,
Kyiv, Ukraine
е-mail:igord69@ukr.net
Gorban Oksana
ORCID 0000-0002-8052-1839
PhD, Associate Professor, Senior Research,
Donetsk Institute for Physics and Engineering named after O.O. Galkin NAS of Ukraine,
Kyiv, Ukraine
е-mail:oxanag1@ukr.net
Kuiava Lіudmyla
ORCID 0000-0002-5536-8529,
Junior Research Associate,
V. I. Vernadskyi National Library of Ukraine,
Kyiv, Ukraine
е-mail:
Zatoka Liubov
ORCID 0000-0002-7970-1875
Research Worker,
V.I. Vernadsky National Library of Ukraine,
Kyiv, Ukraine
е-mail:

PHOTOCATALYTIC COMPOSITE MATERIAL FOR INACTIVATION OF AIR TRANSMITTED BACTERIA AND FUNGI

This study proposed a new composite material with enhanced bactericidal and antifungal action, which uses a complex interaction with microorganisms: mechanical interaction with spikes of ZnO tetrapods, photocatalytic process on ZnO nanoparticles, and disinfection with Ag nanoparticles.

Keywords: bacteria, fungi, neutralization, air, library, photocatalysis.