1.فیلتر چیست؟

   فیلترها مواد متخلخلی هستند که در فرآیند جداسازی یا تغلیظ مورد استفاده قرار می گیرند. مهم ترین ویژگی فیلترها، داشتن خلل و فُرج هایی با اندازه و ابعاد مشخص است، به همین دلیل، فیلتر را یک محیط متخلخل ‎می نامند.

   سوراخ ها درصد بسیار زیادی از حجم فیلتر را در برمی گیرند و شبکه پیچیده ای از حفره ها را می سازند. فیلترها می توانند از جنس پلیمـر و یا سرامیک باشند.

2. فیلتر کردن یا فیلتراسیون

   فیلتر کردن یا فیلتراسیون، فرآیندی است که در آن یک مایع و یا گاز (سیال) به دلیل اختلاف فشار یا اختلاف پتانسیل الکتریکی و یا اختلاف غلظت از فیلتر عبور می کند. با انجام عمل فیلتراسیون ذراتی که از اندازه حفره های فیلتر کوچک تر هستند از آن عبور کرده و ذرات با اندازه بزرگ تر، از سیال جدا شده و در پشت فیلتر می مانند.

3.عوامل مؤثر در فیلتراسیون

دو عامل که در انتخاب نوع فیلتر و کارکرد آن مؤثر می باشد عبارت است از:

• اندازه حفره های فیلتر

   همان طور که گفته شد موادی با اندازه بزرگ تر از حفره‎های فیلتر، در پشت آن باقی می مانند و عبور نمی کنند، در نتیجه، برای جداسازی ذرات با اندازه مشخص باید از فیلترهای مناسب استفاده کرد.

• مقدار ذراتی که در پشت فیلتر باقی می مانند

   ذراتی که در پشت فیلتر باقی می مانند به مرور زمان و با استفاده مداوم از فیلتر بیشتر می شوند. این مسئله می تواند باعث مسدود شدن روزنه های فیلتر می شود. به این دلیل، باید بعد از مدت زمان مشخصی، فیلتر را تعویض، و یا آن را پاک سازی نمود. این مسئله که به گرفتگی فیلتر معروف می باشد از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا تعویض و یا حتی تمیزکردن فیلتر هزینه بر است.

4.نانو فیلتراسیون

   ابعاد حفره های نانو فیلتر بین 5/0 تا 2 نانومتر است. روش نانو فیلتراسیون طی چند سال گذشته رونق گرفته است. در نانو فیلتراسیون جداسازی بر اساس اندازه مولکول صورت می گیرد. اساسا این روش، جهت حذف اجزای آلی نظیر آلوده کننده هایی در اندازه میکرونی و یون های چند ظرفیتی می باشد. از دیگر کاربردهای نانوفیلتراسیون می توان به حذف مواد شیمیایی که به منظور کشتن موجودات مضر به آب اضافه شده اند، حذف فلزات سنگین مانند جیوه، تصفیه آب های مصرفی، رنگ زدایی و حذف آلوده کننده ها اشاره کرد. نانوفیلتراسیون می تواند تقریبا از هر منبع آبی، آب پاک به وجود آورد و تمام باکتری های موجود در آب را حذف کند.

   یکی از موضوعات مهمی که در پاکسازی هوا وجود دارد از بین بردن بوهای نامطبوع محیط است. نانوفیلترهای ساخته شده از نانو الیافی تهیه شده اند که قابلیت بسیار بالایی در جداسازی ذرات آلوده و جذب رایحه های نامطبوع دارند که در مقایسه با انواع معمولی آن بازدهی بالاتری دارند.

   با استفاده از نانو الیاف می توان فیلترهای تمیزشونده با بازدهی بالا و وزن کمتر طراحی و تولید کرد که در نتیجه تفاوت محسوسی در کارایی این روش نسبت به استفاده از فیلترهای متداول الیافی دارد. این نوع از فیلتراسیون به لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است. همچنین گرچه به لحاظ تئوری کمی پیچیده به نظر می رسد ولی به لحاظ علمی بسیار ساده تر بوده و مواد اولیه کمتری برای تولید مورد نیاز است.

   نانوفیلترهای تولید شده از شبکه نانو الیاف پلیمری با استفاده از تکنیک الکتروریسی تولید شده که در سطح خود دارای هزاران هزار ملکول ویژه برای جداسازی بوهای نامطبوع از محیط هستند.

   امروزه می توان با نانو فیلترها علاوه بر بازیابی عناصری مثل نمك و كلسیم از آب، قادر به بازیابی ویروس ها و باكتری ها نیز از آن باشیم. بنابراین می توانیم در رفع، آلودگی های آب های ذخیره نوشیدنی انسان ها و آب های كشاورزی استفاده شوند. نانو فیلترها می توانند به فیلتراسیون سریع خون كمك فراوانی كنند. در حال حاضر مسمومیت خونی یكی از مشكلات جدی در جهان است و خطر عفونت در واحدهایی كه نیاز به مراقبت شدیدتری دارند بیشتر است، چون مریض ها آسیب پذیرترند. اگر مسمومیت خونی اتفاق بیافتد باید خون هرچه سریع تر از علل مسمومیت پاك شود.

معرفی انواع فیلترهای نانو

1.فیلتر نانو فتوکاتالیست :

   فیلتر نانو فتوکاتالیست ساخته شده از فتو کاتالیست Tio2 قادر است با جذب طول موج UV نور خورشید انجام واکنش های اکسیداسیون و احیا را کنترل نماید. این فیلتر با کارایی بلند مدت و پایداری بالای خود قابلیت جذب گاز های فرار محیطی (VOC) را دارا می باشد.

عملکرد :

   گاز های فرار محیطی (Volatile organic compounds) بخار یا گازهای متصاعد شده از جامدات یا مایعات هستند که بسیاری از آن ها تاثیرات مضر کوتاه و بلند مدتی بر سلامتی دارند محصولات خانگی که VOCها را صاتع میکنند شامل رنگ ها و رنگبر ها، مواد شوینده، سموم، چسب ها و حلال ها مواد ساختمانی و وسایل دکوری هستند.

   تمرکز VOCها در مکان های بسته تا ده برابر فضاهای آزاد می باشد. سوخت هایی نظیر بنزین و گازوئیل نیز VOC آزاد می کنند.

VOC    ها اجزای اورگانیک شیمیایی با فشار تبخیر پایین هستند، که موجب می شود به راحتی تبخیر شده و وارد اتمسفر شوند. گستره ی وسیعی از ملکول های پایه ی کربن از قبیل آلدئید ها و کتون ها و دیگر هیدروکربن های سبک جزو VOC ها هستند.

   آژانس محافظت از محیط زیست ایالات متحده VOC را هر جز اورگانیک که در فوتوری اکشن شرکت می کند تعریف کرده است.

مشخصات :

• دارای نانو ذرات Tio2 با پایداری بالا
• کارایی بلند مدت و بهره گرفتن از نور خورشید جهت انجام واکنش های اکسیداسیون و احیا
• دارای سطح فعالی معادل باm2/g 300
• اندازه ذرات Tio2 بکار رفته در این فیلتر 10-5 نانو متر می باشد

کاربرد ها :

• به عنوان فیلتر تصفیه هوا و آب
• قابل استفاده در سیستم های تهویه مطبوع و.....

2.فیلتر نانو کربن

   فیلتر نانو کربن دارای ذرات کربن با ابعاد 400-100 نانو متر قادر به جذب گاز های فرار آلی (VOC) با کارایی چندین برابر بیشتر از کربن اکتیو بوده و بر خلاف کربن اکتیو توانایی جذب گاز هایی با مولکول های قطبی و غیر قطبی را دارا می باشد.

عملکرد :

• حذف گازهای حاصل از ترکیبات آلی فرار
• با کارایی و عملکردی چندین برابر بیشتر از کربن اکتیو

مشخصات :

• استفاده از نانو ذرات کربن با ابعاد 400-100 نانو متر
• قابلیت جذب مولکول های قطبی و غیر قطبی بوجود آورنده بو
• دارای سطح فعالی معادل باm2 /g 1000
• قابل عرضه در اشکال مختلف از قبیل منسوج و فوم اورتان و...

کاربرد ها :

• قابل استفاده در محل های نگهداری مواد غذایی از قبیل سرد خانه ها-یخچال ها و انبار ها جهت جذب گاز های متصاعد شده از آن ها و ممانعت از اختلاط بوی حاصل از آن ها
• قابل استفاده در محیط های صنعتی جهت جذب گاز های آلاینده
• قابل استفاده در اتومبیل و .....

3.فیلتر نانو سیلور

   امروزه در بازار شاهد طیف وسیعی از محصولاتی هستیم که در ساختار آن ها از ذرات نانو متری نقره جهت دستیابی به خاصیت آنتی باکتریالی استفاده شده است. از این نوع نانوفیلترها در جهت تصفیه هوا و استریل سازی اماکن عمومی و رفع آلاینده ها و بیماری هایی که منشا باکتریایی دارند استفاده می شود.

عملکردها:

• اختلال در سیستم متابولیسمی باکتری ها و انهدام آن ها
• از بین برنده بیماری هایی که منشا باکتریایی دارند

مشخصات:

• استفاده از نانو ذرات نقره با ابعادی در حدود 50-5 نانو متر در ساختار این فیلتر
• کارایی 99% این فیلتر در جهت انهدام باکتری ها
• مقاوم در برابر سرما-گرما و آب های شور

کاربردها:

• قابل استفاده به صورت فیلتر های تصفیه هوا در اماکن عمومی
• استفاده در بیمارستان ها-مطب ها و آزمایشگاه ها که بار آلودگی محیط زیاد است
• اتاق های کودک و مهد کودک ها
• قابل استفاده در سیستم های استرلیزاسیون
• تصفیه آب و پساب و ....

4.فیلتر نانو هیبرید :

   فیلتر نانو هیبرید دارای خاصیت ضد قارچ و ضد باکتری و جاذب گازهای فرار محیطی (VOC) بوده و به علت داشتن خاصیت الکتروستاتیکی خود قادر به جذب ذرات معلق موجود در هوا از جمله گرد و غبار نیز می باشد که در اشکال مختلف از جمله فوم پلی اورتان و پلیمر های لانه زنبوری و .... موجود می باشد.

عملکرد

• دارای خاصیت ضد قارچ بوده و مانع از رشد کپک ها می شود
• قابلیت حذف گازهای آلاینده محیطی از جمله آمونیاک و
• دارای خاصیت ضد باکتریایی بوده و مانع از تشکیل کولونی های باکتری می شود

مشخصات :

• استفاده از نانو ذرات معدنی از جمله TiO2 – مس و....
• توانایی در انهدام باکتری ها از جمله اشرشیاکولی و استافیلو کوکوس با کارایی
• بالغ بر 99% مقاوم در برابر شستشو و قابل شستشو با آب
• جذب کننده ذرات معلق و گرد و غبار محیط به علت دارا بودن خاصیت الکتروستاتیک

کاربرد ها :

• قابل استفاده در سیستم های استرلیزاسیون
• قابل استفاده در سیستم های خنک کننده و دمنده های سرما ساز در سرد
• خانه ها جهت تصفیه هوا
• قابل استفاده در مکان های نگهداری مواد غذایی