COVID-19: Maseczki z filtrem z nanowłókien zwiększają filtrację, ale trzeba je często zmieniać

COVID-19: Maseczki na twarz wykorzystujące filtr z nanowłóken lepiej filtrują powietrze, jednak dosyć często muszą być zmieniane – wynika z badania opublikowanego w dzienniku „Physics of Fluids”. Dowiedz się, jakiego rodzaju maseczki sprawdzają się najlepiej.

Wraz z coraz bardziej realną groźbą czwartej fali koronawirusa władze różnych krajów nie ustają w wysiłkach, aby przekonać jak największą liczbę osób do zaszczepienia się, a także dalszego noszenia maseczek wewnątrz pomieszczeń (niezależnie od tego, czy jest się zaszczepionym, czy nie). Jednocześnie od początku pandemii naukowcy starają się określić, w jaki sposób najlepiej filtrować niebezpieczne cząstki wirusa we wdychanym powietrzu. Maseczki N95 są standardem dla pracowników medycznych, jednak dla większości ludzi mogą się one okazać niezbyt praktyczne.

Jak długo nanowłókna są skuteczne?

Jak wynika z kilku przeprowadzonych doświadczeń, kilka warstw lub kombinacja połączonych warstw tkaniny, jedwabiu i szyfonu zapewnia odpowiednią filtrację. Producenci maseczek dostarczają też produkty z filtrem z nanowłókien. Tego typu maseczki skutecznie zwiększają poziom filtracji, jednak wcześniej nie przetestowano jeszcze ich odporności. Aż do teraz. Tego, jak długo maseczki z filtrem z nanowłókien spełniają swoją rolę, postanowili się dowiedzieć chińscy naukowcy.

„Kiedy uderzyła pierwsza fala COVID-19, maseczek wszędzie brakowało i ludzie starali się na wszelkie możliwe sposoby „odmłodzić” używane przez siebie maseczki. […] Postanowiliśmy więc przyjrzeć się temu, co dokładnie dzieje się z [używanymi] nanowłóknami” - opowiada w publikacji współautor najnowszego badania, Boyang Yu z Południowego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Shenzhen (SUSTech) w Chinach.

Aby lepiej zrozumieć zdolności filtracyjne i wytrzymałość maseczek z nanowłóknami, chińscy naukowcy wykorzystali kamery mikroskopowe pozwalające odtwarzać obraz w ekstremalnym spowolnieniu. Dzięki nim przyjrzeli się różnym warstwom polimerowym wystawionych na działanie rozpylanej wody.

„Filmowanie nanowłókien jest jak próba sportretowania dzieci – nie lubią być w jednym miejscu i dać się sfilmować. Dzieje się tak, ponieważ nanowłókna są bardzo miękkie i słabe, zwłaszcza pod wpływem rozpylanego aerozolu. Jednak dzięki cierpliwości, trosce i szczęściu udało nam się nagrać odpowiedni materiał do analizy” - opowiada Yu.

Nagranie pokazało, że włókna nieodwracalnie się zbijają w chwili wyłapywania kropel, co zmniejsza ich zdolności filtracyjne. Naukowcy odkryli, że zbijanie się włókien można zmniejszyć przez dodanie hydrofobicznych i ortogonalnie tkanych włókien.

„Potwierdziliśmy trzy rzeczy. Po pierwsze: nanowłókna doskonale przechwytują krople. Po drugie: kiedy już złapią drobiny wilgoci, nanowłókna wiążą się ze sobą. Po trzecie: to związanie jest ciasne i nieodwracalne, nawet jeśli przechwycone krople już wyparują” - powiedział współautor pracy, Weiwei Deng.

Jak opisał naukowiec, włókna mają skłonność do zbijania się w ten sam sposób, w jaki robią to na przykład mokre włosy. Dzieje się tak z powodu zjawisk kapilarnych, które w przypadku nanowłókien są wyjątkowo silne.

Częściej zmieniajmy maseczki z nanowłóknami

W konkluzjach swojej pracy chińscy naukowcy zalecają, żeby maseczki z filtrem z nanowłókien zmieniać częściej, zwłaszcza zimą. Kiedy jest chłodniej, wydychane przez nas powietrze zawiera więcej kropel wody, co zmniejsza skuteczność tego typu maseczek.

Czytaj też:

Dwie maseczki na twarzy lepiej chronią przed COVID-19 niż jedna?