Создание маски COVID домашнего изготовления? Исследование объясняет лучший выбор ткани
                Профессор механической науки и техники Тахер Сайф (справа) и студенты Онур Айдын (слева) и Башар Эмон тестируют обычные бытовые ткани, используемые для изготовления лицевых масок, чтобы помочь остановить распространение коронавируса. Предоставлено: Taher Saif.

Органы здравоохранения считают, что COVID-19 распространяется при передаче респираторных капель, а Центры по контролю и профилактике заболеваний рекомендуют использование тканевых покрытий домашнего изготовления для использования в общественных местах. Начиная с сегодняшнего дня, Иллинойс присоединяется ко многим другим штатам, требуя, чтобы люди носили маски в то время как вне Однако первоначальная неопределенность в отношении эффективности масок в уменьшении выдыхаемых капель оставляет некоторых людей неуверенными или скептически относящимися к их полезности во время текущей пандемии COVID-19. Профессор механических наук и техники Тахер Саиф рассказал редактору по физическим наукам Бюро новостей Луис Йоксулян об исследовании, которое он и его аспиранты Онур Айдын и Башар Эмон провели в отношении эффективности обычных бытовых тканей для использования в домашних масках.
                                                                                       

Говоря физически, дыхательные капли, образующиеся при разговоре и дыхании, такие же, как и при кашле или чихании?

Капли, выделяющиеся во время чихания и кашля, больше, чем капли, выделяющиеся при разговоре и дыхании, и любая из этих капель может нести много вирусных частиц. Более крупные капли имеют тенденцию падать поблизости из-за силы тяжести, но более мелкие могут уходить далеко, при этом большинство из них остаются в пределах шести футов от зараженного человека. К сожалению, поскольку симптоматические, бессимптомные и бессимптомные носители могут выделять коронавирус, мы не можем сказать, не проверяя, какие именно люди являются источниками инфекции. Следовательно, физический барьер, такой как маска, может предотвратить распространение.

Как тип капли влияет на выбор ткани и количество слоев, используемых для создания маски?

Капли, выделяющиеся во время кашля и чихания, бывают разных размеров и скоростей. Ткань для любой маски должна быть воздухопроницаемой и непроницаемой для капель с высокой и низкой скоростью. Важно понимать, что очень непроницаемая ткань, вероятно, будет менее воздухопроницаемой. Низкая воздухопроницаемость заставит воздушный поток проходить через боковые стенки и нарушит назначение маски. В этом случае маска просто дает ложное чувство безопасности. Выбор ткани и количества слоев — это вопрос компромисса между воздухопроницаемостью и устойчивостью к каплям. Нам нужно максимально увеличить оба.

Какие свойства ткани вы тестировали?

Предоставлено: Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн.

Мы проверили воздухопроницаемость и способность блокировать капли обычных бытовых тканей. Для количественной оценки воздухопроницаемости мы просто измеряем скорость воздушного потока через материал. Измерение блокировки капель является более сложным процессом, в котором для создания высокоскоростных капель используется ингалятор.

Мы наполняем сопло ингалятора дистиллированной водой, смешанной с 100-нанометровыми флуоресцентными частицами, которые имитируют размер коронавируса. При вдыхании ингалятор проталкивает воду через форсунку и генерирует капли с высоким импульсом, которые мы собираем на пластиковом блюде, расположенном вертикально перед ингалятором. Затем мы повторяем процесс с тканью, которую мы тестируем, на чашке для сбора. Мы измеряем, сколько воды попало на чашку в обоих случаях, посчитав наночастицы с помощью микроскопа. Затем мы можем использовать соотношение объема, собранного с и без ткани, чтобы дать нам меру эффективности блокирования капель.

Какие типы тканей вы исследовали?

Мы рассмотрели набор из 10 обычных бытовых тканей и сравнили их свойства со свойствами маски медицинского/стоматологического качества в качестве эталона. Ткани имели разные сочетания хлопка, полиэстера и шелка. Мы также измерили воздухопроницаемость и сопротивление для двух- и трехслойной ткани футболки. Наша работа дала два ключевых вывода.


        Предоставлено: Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн.

Во-первых, наиболее распространенные бытовые ткани, такие как материал футболки, имеют блокировку капель 40% или выше при использовании в качестве одного слоя. В два слоя, к нашему удивлению, ткань футболки имела эффективность блокирования капель на 98%, что превышает эффективность медицинской маски при сохранении лучшей воздухопроницаемости.

Во-вторых, наиболее распространенные ткани являются гидрофильными, что означает, что они впитывают воду, тогда как медицинские маски гидрофобны, что означает, что они отталкивают воду. Это говорит нам о том, что обычные бытовые ткани используют альтернативный механизм удержания капель путем их удержания.

Какой тип ткани вы рекомендуете для домашнего производителя масок?

Мы обнаружили, что очень дышащие ткани — хороший выбор, как и обычные материалы для футболок. Они имеют тенденцию иметь низкое сопротивление капле, и их эффективность увеличивается при использовании в двухслойной маске. Чистая воздухопроницаемость двух слоев намного выше, чем у медицинских масок. На самом деле воздухопроницаемость хлопчатобумажных тканей-футболок остается выше, чем у медицинской маски, даже с тремя слоями. Домашние маски могут быть эффективным инструментом для общественности, наряду с тестированием и отслеживанием контактов, социальным дистанцированием и другими мерами для смягчения передачи болезней.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *