Ученые Пермского Политеха разработали инновационный материал, способный защитить органы дыхания человека от бактерий

На многих биотехнологических производствах, в химических и медицинских лабораториях воздушная среда насыщена различными бактериями. Безвредные и патогенные микроорганизмы собираются на поверхностях в рабочих помещениях и могут попадать в организм персонала. Широко используемые средства индивидуальной защиты органов дыхания задерживают мелкие частицы, но не спасают от бактерий. Ученые Пермского Политеха разработали фильтрующий материал на основе угольной ткани и меди, способный обеспечить 98%-ную защиту от бактерий. Продукт предназначен для использования в респираторах или фильтрах-поглотителях и будет полезен медицинским учреждениям, химическим лабораториям и производствам с высокими требованиями к стерильности воздуха. 

Статья опубликована в сборнике «Химия. Экология. Урбанистика», том 1, 2025. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Ранее ученые ПНИПУ представили антибактериальный сорбент на основе серебра и меди для очистки и обеззараживания воды. Сейчас разработали двухслойный фильтрующий материал на основе угольной ткани и меди с бактерицидными свойствами, перспективный для использования в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.    

В качестве основы фильтра политехники использовали активную угольную ткань – это полотно саржевого плетения, отличающееся пористостью, низким сопротивлением воздушному потоку, термической и химической устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Его небольшая толщина (3–5 мм) и вес (300–350 г/м2) позволяет создавать легкие и компактные изделия. Такой материал может быть применен в воздушных фильтрах для очистки газов и воздуха от загрязнений, но не обладает бактерицидными свойствами. 

Чтобы угольная ткань могла спасать и от вредных микроорганизмов, ученые ПНИПУ модифицировали ее частицами меди, так как ионы этого металла обладают бактерицидными свойствами, то есть способны обезвреживать большинство микроорганизмов. 

Эффективность полученного продукта проверяли двумя способами: сначала в лаборатории, где небольшие образцы материала помещали на засеянную микроорганизмами плотную питательную среду и фиксировали зоны гибели бактерий. Затем испытывали работу фильтра в динамическом режиме, пропуская через него поток зараженного воздуха. По окончании опыта в прошедшем воздухе определяли количество оставшихся клеток. 

– Результаты испытаний показали, что разработанный фильтр эффективно задерживает микроорганизмы из поступающего потока воздуха, обеспечивая 98%-ную защиту. Это подтверждает возможность использования нашего продукта в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и в качестве воздушного фильтра-поглотителя для обеззараживания среды, – рассказывает Елена Фарберова, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат химических наук.

Решение ученых Пермского Политеха позволяет не только фильтровать загрязненный воздух, но и обезвреживать микроорганизмы, содержащиеся в воздухе, тем самым предотвращая их попадание в организм персонала. Полученный материал с бактерицидными свойствами полезен для использования в респираторах и масках для защиты медицинских и лабораторных работников, а также в промышленных фильтрах на биотехнологических производствах, где критична стерильность воздуха.