تقلید زیستی شاخک بینی برای فیلتراسیون فلزات سنگین و ذرات معلق آلودگی هوای شهری تهران با استفاده از نانوالیاف الکتروریسی شده‌ی مغناطیسی

📋 اطلاعات پروژه

📌 چکیده پژوهش:
آلودگی هوا به‌عنوان یکی از جدی‌ترین معضلات زیست‌محیطی و تهدیدکننده سلامت عمومی، در سال‌های اخیر به سطحی بحرانی در ایران رسیده است؛ به‌گونه‌ای که میلیون‌ها نفر در شهرهای بزرگ در معرض آلاینده‌هایی همچون ذرات معلق (PM2.5 و PM10)، نیتروژن دی‌اکسید، گوگرد دی‌اکسید و فلزات سنگین قرار دارند. شواهد علمی نشان می‌دهد که این آلاینده‌ها نه‌تنها با افزایش بروز بیماری‌های تنفسی، قلبی‌عروقی و سرطان مرتبط هستند، بلکه اثرات بلندمدتی بر سیستم عصبی و باروری نیز دارند. از آنجا که مجاری تنفسی نخستین نقطه تماس با این آلاینده‌ها محسوب می‌شوند، توسعه‌ی مدل‌های زیستی نوین می‌تواند ابزاری کارآمد برای شبیه‌سازی شرایط واقعی، بررسی مکانیسم‌های اثر آلاینده‌ها و ارزیابی راهکارهای پیشگیرانه و درمانی باشد. پژوهش حاضر با رویکردی نوآورانه، بر پایه‌ی زیست‌تقلید (Biomimetics) طراحی شده است. در این رویکرد، ساختار طبیعی فیلتر بینی انسان که طی میلیون‌ها سال تکامل بهینه شده، به‌عنوان الگو مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پژوهش، تقلید از ساختار حلزونی شاخک‌ها به‌عنوان یک اصل بیومیمتیک کلیدی در طراحی فیلتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. بازآفرینی این معماری طبیعی در مقیاس نانوالیاف مغناطیسی و چارچوب‌های فلزی–آلی (MOFs) موجب می‌شود که فیلتر پیشنهادی نه‌تنها سطح تماس بیشتری با جریان هوا داشته باشد، بلکه زمان ماندن ذرات و آلاینده‌ها در مسیر عبور افزایش یابد. این ویژگی احتمال به دام افتادن آلاینده‌ها را بالا می‌برد.

🔑 کلیدواژه‌ها: