nSPHERE Pressurized Helmet หมวกควบคุมแรงดัน

ปัญหาการเกิดโรคระบาดโควิด-19 (Covid-19) ที่มีการแพร่กระจายและติดต่ออย่างรวดเร็วในปัจจุบัน ส่งผลให้มีจำนวนผู้ติดเชื้อเป็นจำนวนมากและยังไม่มีแนวโน้มที่จะลดลง ซึ่งการป้องกันการแพร่ระบาดของเชื้อในอากาศในปัจจุบันดำเนินการโดยการควบคุมและจำกัดบริเวณให้ผู้ที่ติดเชื้อหรือคาดว่าติดเชื้ออยู่ในพื้นที่ๆ จำกัด เช่น การให้ผู้ติดเชื้อพักอยู่ในห้องแรงดันลบ

แต่ด้วยข้อจำกัดด้านความพร้อมของสถานที่ต่อปริมาณของผู้ติดเชื้อไม่สัมพันธ์กัน จึงทำให้มีผู้ติดเชื้อและผู้ที่คาดว่าติดเชื้อจำนวนมากยังคงใช้ชีวิตปกติร่วมกับบุคคลทั่วไป ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการแพร่ระบาดที่เป็นไปอย่างไม่จบสิ้น ส่วนวิธีป้องกันอีกทางหนึ่งคือ การให้ผู้ที่ใกล้ชิดกับผู้ป่วยหรือบุคคลทั่วไปใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (Respiratory – Protection Controls) เพื่อเป็นการป้องกันตนเองจากเชื้อที่ฟุ้งกระจายในอากาศ 

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล nSPHERE Pressurized Helmet หมวกควบคุมแรงดัน ได้เริ่มวิจัยพัฒนาตั้งแต่มีการระบาดของโควิด-19 ในประเทศไทยในช่วงระลอกที่ 1 การออกแบบนวัตกรรม nSPHERE Pressurized Helmet หมวกควบคุมแรงดัน ยึดเอาหลักปฏิบัติในการควบคุมสถานะการณ์วิกฤติที่มีความจำเป็นปริมาณมาก เพื่อลดการขาดแคลนภายในระยะเวลาสั้น จึงต้องออกแบบให้มีราคาถูก ประกอบได้ง่าย ผลิตได้รวดเร็ว ทั้งยังต้องเป็นวัสดุที่สามารถหาได้ง่าย ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องจักรหรือทักษะพิเศษ และออกแบบให้หมวกสามารถสร้างความแตกต่างของแรงดันระหว่างภายในกับภายนอกได้มากกว่า 2.5 Pa 

 

หมวกแรงดันลบ

หมวกแรงดันบวก

 

คุณสมบัติและจุดเด่นของเทคโนโลยี

  • โครงสร้างหลักของโถงหมวกขึ้นรูปจากการพับกระดาษเคลือบกันละอองไอ โดยแผ่นคลี่ของแต่ละชิ้นส่วนมีขนาดไม่เกิน 60 x 90 cm
  • กรองด้วยแผ่นกรอง HEPA เพื่อกำจัดฝุ่นละอองไอจาม ร้อยละ 99.95 % (ที่อนุภาคขนาด 300 นาโนเมตร)
  • การถ่ายเทอากาศจากภายในหมวกมากกว่า 300 ครั้งต่อชั่วโมง อัตราการไหลของอากาศมากกว่า 70 lpm และออกแบบให้ขนาดไม่เกิดฝ้าขณะสวมใส่เมื่อทำงานในสภาวะปกติ 
  • สามารถสร้างให้เกิดความดันความแตกต่างระหว่างภายในและภายนอก ∆P > 2.5 pascal
  • มีเซนเซอร์วัดความดันพร้อมวงจรบอกสถานะความดัน ลำโพง และ ไฟ LED บอกสถานะที่สามารถได้ยินหรือมองเห็นได้ง่าย 
  • มีแหล่งเก็บพลังงานในตัว สามารถชาร์จได้จากแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงแบบหัวต่อ USB ทั่วไป 
  • ใช้ไฟกระแสตรง ศักย์ต่ำ ทำให้มีความปลอดภัยสูง 
  • ผ่านการทดสอบมาตรฐาน

Test Items

ผลการทดสอบ

ISO 14644-3 Cleanrooms and associated controlled environments

 

HEPA filter integrity/leak test

PASS

Room pressurization test

PASS (-4 pa)

IEC 60601-1 Medical electrical equipment 

 

Product Safety Testing

 

Leakage Current/Dielectric strength/Power input

PASS

Determination of accessible parts

PASS

Impedance and current currying capability 

PASS

Electromagnetic disturbances

 

Conducted Emission

PASS

ASTM F 1249-20 Water Vapor Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Modulated Infrared Sensor 

11 g/m2·d @ 37.8°C, 90% RH (Medium Barrier)

ASTM D 1434-82 Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting

Oxygen transmission rate (OTR) = 18.8 cm3/m2·d·bar (Medium Barrier)

ISO 5636-3: 2013 Determination of air permeance: Bendtsen method

PASS (0.00 ml/min)

ISO 535:2014 Determination of water absorptiveness — Cobb method

PASS (0.08 g/min)

ISO 1974:2012 Determination of tearing resistance — Elmendorf method

PASS (2046 mN)

ISO 1924-2:2008 Determination of tensile properties

PASS (13.4 kN/m)

ISO 2759:2014 Determination of bursting strength

PASS (644 kPa)

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี 
ป้องกันการแพร่กระจายของฝุ่นละอองและอนุภาคในอากาศ

สถานภาพของผลงาน

  • สิทธิบัตร เลขที่คำขอ 2001004301 เรื่อง อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล ยื่นคำขอวันที่ 31 กรกฎาคม 2563
  • สิทธิบัตรการออกแบบผลิตภัณฑ์ เลขที่คำขอ 2002003456 เรื่อง อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล ยื่นคำขอวันที่ 31 กรกฎาคม 2563
  • สิทธิบัตรการออกแบบผลิตภัณฑ์ เลขที่คำขอ 2002003457 เรื่อง แบบแผ่นพับขึ้นรูปอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล ยื่นคำขอวันที่ 31 กรกฎาคม 2563
  • สิทธิบัตรการออกแบบผลิตภัณฑ์ เลขที่คำขอ 2002003458 เรื่อง แผ่นพับหน้ากากใสสำหรับอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล ยื่นคำขอวันที่ 31 กรกฎาคม 2563

กลุ่มเป้าหมาย

  • บุคลากรทางการแพทย์และบุคคลทั่วไปที่มีโอกาสเสี่ยงจะรับและแพร่เชื้อ
  • สถานประกอบการทางการแพทย์ เช่น โรงพยาบาล คลินิกรักษาโรคทั่วไป คลินิกทันตกรรม
  • กลุ่มธุรกิจและผู้ประกอบการ ผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์ทางการแพทย์

นักวิจัย
ดร. ไพศาล ขันชัยทิศ
ทีมวิจัยเข็มระดับนาโน
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (NANOTEC)
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

เอกสารประกอบการบรรยาย

ติดต่อสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม:

จิรนันท์ บุบผามาลา
สำนักงานจัดการสิทธิเทคโนโลยี (TLO)
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

นิทรรศการอื่นๆ :