تکنولوژی اسپری پوشش ضد باکتریال فوق صوتی: اصل، کاربرد و چشم انداز

فناوری اسپری پوشش ضد باکتری اولتراسونیک: اصل، کاربرد و چشم انداز

با افزایش توجه به سلامت و ایمنی در سراسر جهان، فناوری پوشش ضد باکتری به طور فزاینده ای در زمینه های درمان پزشکی، بسته بندی مواد غذایی، امکانات عمومی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. فناوری اسپری اولتراسونیک، به عنوان یک روش آماده سازی پوشش کارآمد و یکنواخت، به طور گسترده در تهیه پوشش های ضد باکتری استفاده می شود. اسپری اولتراسونیک یک روش اسپری است که بر اساس فناوری نازل اتمیزاسیون اولتراسونیک است. در مقایسه با اسپری دو سیال پنوماتیک سنتی، اسپری اتمیزاسیون اولتراسونیک می تواند یکنواختی بالاتر، ضخامت پوشش نازک تر و دقت بالاتری را به ارمغان بیاورد. در عین حال، از آنجایی که نازل اولتراسونیک برای اتمیزاسیون به کمک فشار هوا نیاز ندارد، اسپری اولتراسونیک می تواند پاشش رنگ ناشی از فرآیند اسپری را تا حد زیادی کاهش دهد و در نتیجه ضایعات رنگ را به میزان زیادی کاهش دهد. میزان استفاده از رنگ اسپری اولتراسونیک بیش از 4 برابر اسپری دو سیال سنتی است. این مقاله اصول، مزایا، زمینه های کاربرد و چشم اندازهای توسعه آینده اسپری پوشش ضد باکتری اولتراسونیک را معرفی می کند.

نازل اولتراسونیک یک نازل اسپری است که از ارتعاشات با فرکانس بالا تولید شده توسط یک مبدل پیزوالکتریک برای عمل بر روی سر نازل استفاده می کند و در نتیجه امواج مویینه را در فیلم مایع ایجاد می کند. هنگامی که دامنه امواج مویینه به ارتفاع بحرانی می رسد (به دلیل سطح توان ارائه شده توسط ژنراتور)، آنها بیش از حد بالا می روند و نمی توانند خود را حفظ کنند و قطرات ریز از نوک هر موج می افتند و در نتیجه اتمیزاسیون ایجاد می شود.

عوامل اصلی موثر بر اندازه اولیه قطرات عبارتند از فرکانس ارتعاش، کشش سطحی و ویسکوزیته مایع. فرکانس ها معمولاً در محدوده 20 تا 180 کیلوهرتز هستند که فراتر از محدوده شنوایی انسان است و در این محدوده، بالاترین فرکانس ها کوچکترین اندازه قطرات را تولید می کنند.

اصل کار نازل های اولتراسونیک استفاده از مبدل های اولتراسونیک برای تبدیل امواج صوتی با فرکانس بالا به انرژی مکانیکی است که سپس به مایع تبدیل می شود تا امواج ایستاده تولید کند. هنگامی که مایع سطح اتمیزه کننده نازل را ترک می کند، به مه ریز ریز و یکنواخت با قطرات میکرونی تبدیل می شود. برخلاف نازل های سنتی که برای شکستن مایعات به ذرات کوچک به فشار و حرکت با سرعت بالا متکی هستند. نازل های اولتراسونیک از اتمیزاسیون اولتراسونیک مایع استفاده می کنند و انرژی ارتعاش اولتراسونیک کم است. مایع را می توان با وزن مرده یا یک پمپ مایع کم فشار برای اتمیزاسیون مداوم یا متناوب به نازل تحویل داد.

در مقایسه با تکنیک های اسپری سنتی (مانند اسپری هوا و اسپری الکترواستاتیک)، اسپری اولتراسونیک دارای مزایای زیر است:

پوشش یکنواخت: اندازه قطرات کوچک (10 تا 50 میکرومتر)، توزیع یکنواخت تر و ضایعات مواد کمتر.
راندمان بالا و صرفه جویی در انرژی: بدون نیاز به گاز با فشار بالا، مصرف انرژی کم، مناسب برای پوشش دقیق.
قابل استفاده برای انواع مواد: محلول های حاوی عوامل ضد میکروبی مانند نانوسیلور، دی اکسید تیتانیوم و نمک های آمونیوم چهارتایی را می توان اسپری کرد.

نازل بدون گرفتگی: بدون اسپری با فشار بالا، کاهش سایش نازل و مشکلات گرفتگی.

پوشش های ضد باکتری اسپری اولتراسونیک معمولاً حاوی مواد فعال زیر هستند:
نانوسیلور (AgNPs): ضد باکتری طیف گسترده، غشای سلولی باکتریایی را از بین می برد.
دی اکسید تیتانیوم (TiO₂): ضد باکتری فوتوکاتالیستی، مواد آلی را تحت نور ماوراء بنفش تجزیه می کند.
نمک های آمونیوم چهارتایی (QACs): بار مثبت، سلول های میکروبی را جذب و از بین می برد.
کیتوزان: عامل ضد باکتری طبیعی با سازگاری زیستی خوب.

زمینه های کاربرد
1. تجهیزات و ابزار پزشکی
اسپری لایه های ضد باکتری روی سطوح ابزارهای جراحی، کاتترها، ماسک ها و غیره برای کاهش خطر عفونت بیمارستانی.
پوشش ایمپلنت های ارتوپدی برای جلوگیری از عفونت باکتریایی پس از عمل.
2. بسته بندی مواد غذایی
اسپری عوامل ضد باکتری روی دیواره داخلی پلاستیک و جعبه های بسته بندی برای افزایش ماندگاری مواد غذایی.
3. امکانات عمومی
درمان ضد باکتری سطوح تماس با فرکانس بالا مانند دکمه های آسانسور، دستگیره درها و صندلی های حمل و نقل عمومی.
4. منسوجات
درمان پوشش ضد باکتری لباس های محافظ پزشکی، جوراب های ضد باکتری و لباس های ورزشی.