Большинство самодельных масок отлично справляются со своей задачей, даже когда мы чихаем.

Большинство самодельных масок отлично справляются со своей задачей, даже когда мы чихаем, как показало исследование
Профессор машиностроения и инженерии Тахер Саиф (справа) и студенты Онур Айдын (слева) и Башар Эмон тестируют обычные бытовые ткани, используемые для изготовления масок, чтобы остановить распространение коронавируса. Предоставлено: Тахер Саиф.

Исследования показывают, что домашние маски помогают бороться с распространением вирусов, таких как COVID-19, в сочетании с частым мытьем рук и физическим дистанцированием. Многие из этих исследований сосредоточены на переносе крошечных аэрозольных частиц; однако исследователи говорят, что при разговоре, кашле и чихании образуются более крупные капли, которые несут вирусные частицы. Из-за этого инженер-механик Тахер Саиф сказал, что имеющихся знаний может быть недостаточно, чтобы определить эффективность некоторых тканей, используемых в самодельных масках.

Саиф, профессор механики и инженерии в Университете штата Иллинойс, Урбана-Шампейн, провел исследование, в котором изучали эффективность обычных бытовых тканей в блокировании капель. Результаты опубликованы в журнале Extreme Mechanics Letters.

Размер аэрозольных частиц обычно составляет менее 5 микрометров, а их размер составляет сотни нанометров. Однако более крупные капли — примерно до 1 миллиметра в диаметре — также могут выделяться, когда человек говорит, кашляет или чихает. Эти более крупные капли создают проблему, потому что, обладая достаточным импульсом, они могут протиснуться через поры некоторых тканей, разбиться на более мелкие капли и разлететься по воздуху.

Однако, по мнению исследователей, чтобы человек чувствовал себя вынужденным носить маску, она должна быть удобной и дышащей.

«Маска, сделанная из ткани с низкой воздухопроницаемостью, не только неудобна, но также может привести к утечке, поскольку выдыхаемый воздух вытесняется по контурам лица, что нарушает назначение маски и создает ложное ощущение защиты, — сказал Саиф. «Наша цель — показать, что во многих распространенных тканях используется компромисс между воздухопроницаемостью и эффективностью блокирования капель — больших и малых».

Команда проверила воздухопроницаемость и способность блокировать образование капель 11 распространенных тканей для дома, используя в качестве эталона медицинскую маску. Выбранные ткани варьировались от новой и бывшей в употреблении одежды, стеганых полотен, простыней и кухонных полотен. Затем исследователи охарактеризовали ткани с точки зрения их конструкции, содержания волокон, веса, количества нитей, пористости и степени водопоглощения.

«Проверить воздухопроницаемость этих тканей было несложно, — сказал Саиф. «Мы просто измерили скорость потока воздуха через ткань. Проверить способность блокировать капли немного сложнее».

В лаборатории исследователи наполняют сопло ингалятора дистиллированной водой, засеянной легко обнаруживаемыми флуоресцентными частицами диаметром 100 нанометров, которые, как оказалось, имеют размер частицы нового коронавируса. При надувании ингалятор проталкивает воду через сопло и генерирует капли с высоким импульсом, которые собираются на пластиковой посуде, помещенной перед ингалятором. Чтобы проверить ткани, исследователи повторяют этот процесс с различными материалами, помещенными на чашки для сбора.

«Мы подсчитываем количество наночастиц, попавших на чашку, с помощью конфокального микроскопа с высоким разрешением. Затем мы можем использовать соотношение количества, собранных с тканью и без нее, чтобы дать нам оценку эффективности блокирования капель», — сказал Саиф сказал.

Команда также измерила скорость и размер частиц, выходящих из ингалятора, с помощью высокоскоростной видеозаписи.

Их анализ показал, что капли покидают ингалятор со скоростью около 17 метров в секунду. По словам исследователей, капли, выделяемые при разговоре, кашле и чихании, имеют скорость в диапазоне от 10 до 40 метров в секунду.

Что касается размера, то на высокоскоростном видео были обнаружены капли диаметром от 0,1 до 1 миллиметра, что соответствует размеру капель большего размера, выделяемых при разговоре, кашле и чихании.

«Мы обнаружили, что все протестированные ткани значительно эффективны при блокировании частиц размером 100 нанометров, переносимых высокоскоростными каплями, аналогичными тем, которые могут выделяться при разговоре, кашле и чихании, даже в виде одного слоя», — сказал Саиф. . «С двумя или тремя слоями даже более проницаемые ткани, такие как ткань футболки, обеспечивают эффективность блокировки капель, аналогичную эффективности медицинской маски, сохраняя при этом сопоставимую или лучшую воздухопроницаемость.

«Наша экспериментальная платформа предлагает способ тестирования тканей на их блокирующую способность против мелких, а теперь и более крупных капель, которые выделяются при респираторных заболеваниях человека»./p>

0 0
0 %
Happy
0 %
Sad
0 %
Excited
0 %
Angry
0 %
Surprise

Добавить комментарий

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

Close