2022-04-14
Остановите воздухозащитное распространение нового коронавируса! Ученые развивают нанофильтр для захвата почти 100% аэрозоля коронавируса
В одном эксперименте фильтр из полимерных нанопроволоков успешно захватил 99,9% аэрозолей коронавируса, превосходя три коммерческих маска.
«Наша работа является первой, которая использует новые аэрозоли коронавируса для оценки эффективности фильтрации масок и воздушных фильтров». Автор -корреспондент Юн Шен, доцент кафедры химической и экологической инженерии в Калифорнийском университете в Риверсайде, сказал: «В предыдущих исследованиях использовались растворы соли, полистирольные шарики и альтернативы фагу, вирус, который заражает бактерии».
Исследование, проведенное инженерами из Калифорнийского университета, Риверсайд и Университета Джорджа Вашингтона, сравнивало эффективность хирургических масок и хлопчатобумажных масок, шеи и электростатических мембран для удаления аэрозолей неокоронавируса для предотвращения передачи воздуха. Хлопковые маски и шеи удалили только около 45% -73% аэрозоля. Медицинские маски были гораздо более эффективными, удалив 98% новых аэрозолей коронавируса. Тем не менее, нановолокнистые фильтры удаляли почти все аэрозоли коронавирусов.
Как Всемирная организация здравоохранения, так и Центры контроля заболеваний США признают аэрозоли как основной механизм передачи вируса Covid-19. Аэрозоли представляют собой крошечные частицы воды или других веществ, которые могут оставаться подвешенными в воздухе в течение длительного времени и достаточно малы, чтобы проникнуть в дыхательную систему.
Люди выпускают аэрозоли, когда дышат, кашляют, говорят, кричат или петь. Если они заражены Covid-19, эти аэрозоли также могут содержать вирус. Вдыхая достаточное количество новых аэрозолей коронавируса может избавиться от людей. Сокращение личной экспозиции и сокращение общего количества аэрозолей в окружающей среде, требуя от людей носить маски и улучшать вентиляционные и системы фильтрации воздушного воздуха, является приоритетом для обуздания распространения новых аэрозолей коронавируса.
Относительно редко, что исследования новых вирусов, которые являются инфекционными, опасны и проводятся в лабораториях с самыми высокими оценками биобезопасности. На сегодняшний день во всех исследованиях по эффективности маски или фильтрации во время пандемиков использовались другие материалы, которые, как считается, имитируют размер аэрозоля и поведение новых коронавирусов. Это новое исследование улучшает это, тестируя распыленные растворы физиологического раствора и аэрозоли, содержащие коронавирусы того же семейства, что и вирус, который вызывает Covid-19, но это заражает только мышей.
Юн Шен и коллега по университету Джорджа Вашингтона Данменг Шуай сделали фильтр нановолокна, который обеспечивает высокое напряжение через каплю поливинилиденно -фторидной жидкости в вращающуюся нить, которая составляет около 300 нанометра в диаметре - примерно в 167 раз худее, чем человеческие волосы. Этот процесс давал отверстия только несколько микрон на поверхности нановолокон, помогая им захватить 99,9 процента аэрозолей коронавируса.
Этот метод производства, известный как электростатическое спиннинг, является экономически эффективной и может использоваться для массового продуцирования фильтров нановолокна для оборудования для личной защиты и систем фильтрации воздуха. Электростатическое спиннинг также оставляет электростатический заряд на нановолокне, что усиливает их способность ловить аэрозоли, и их высокая пористость облегчает дыхание при ношении электростатических нановолобных фильтров.
«Наша работа является первой, которая использует новые аэрозоли коронавируса для оценки эффективности фильтрации масок и воздушных фильтров». Автор -корреспондент Юн Шен, доцент кафедры химической и экологической инженерии в Калифорнийском университете в Риверсайде, сказал: «В предыдущих исследованиях использовались растворы соли, полистирольные шарики и альтернативы фагу, вирус, который заражает бактерии».
Исследование, проведенное инженерами из Калифорнийского университета, Риверсайд и Университета Джорджа Вашингтона, сравнивало эффективность хирургических масок и хлопчатобумажных масок, шеи и электростатических мембран для удаления аэрозолей неокоронавируса для предотвращения передачи воздуха. Хлопковые маски и шеи удалили только около 45% -73% аэрозоля. Медицинские маски были гораздо более эффективными, удалив 98% новых аэрозолей коронавируса. Тем не менее, нановолокнистые фильтры удаляли почти все аэрозоли коронавирусов.
Как Всемирная организация здравоохранения, так и Центры контроля заболеваний США признают аэрозоли как основной механизм передачи вируса Covid-19. Аэрозоли представляют собой крошечные частицы воды или других веществ, которые могут оставаться подвешенными в воздухе в течение длительного времени и достаточно малы, чтобы проникнуть в дыхательную систему.
Люди выпускают аэрозоли, когда дышат, кашляют, говорят, кричат или петь. Если они заражены Covid-19, эти аэрозоли также могут содержать вирус. Вдыхая достаточное количество новых аэрозолей коронавируса может избавиться от людей. Сокращение личной экспозиции и сокращение общего количества аэрозолей в окружающей среде, требуя от людей носить маски и улучшать вентиляционные и системы фильтрации воздушного воздуха, является приоритетом для обуздания распространения новых аэрозолей коронавируса.
Относительно редко, что исследования новых вирусов, которые являются инфекционными, опасны и проводятся в лабораториях с самыми высокими оценками биобезопасности. На сегодняшний день во всех исследованиях по эффективности маски или фильтрации во время пандемиков использовались другие материалы, которые, как считается, имитируют размер аэрозоля и поведение новых коронавирусов. Это новое исследование улучшает это, тестируя распыленные растворы физиологического раствора и аэрозоли, содержащие коронавирусы того же семейства, что и вирус, который вызывает Covid-19, но это заражает только мышей.
Юн Шен и коллега по университету Джорджа Вашингтона Данменг Шуай сделали фильтр нановолокна, который обеспечивает высокое напряжение через каплю поливинилиденно -фторидной жидкости в вращающуюся нить, которая составляет около 300 нанометра в диаметре - примерно в 167 раз худее, чем человеческие волосы. Этот процесс давал отверстия только несколько микрон на поверхности нановолокон, помогая им захватить 99,9 процента аэрозолей коронавируса.
Этот метод производства, известный как электростатическое спиннинг, является экономически эффективной и может использоваться для массового продуцирования фильтров нановолокна для оборудования для личной защиты и систем фильтрации воздуха. Электростатическое спиннинг также оставляет электростатический заряд на нановолокне, что усиливает их способность ловить аэрозоли, и их высокая пористость облегчает дыхание при ношении электростатических нановолобных фильтров.
«Электростатическая технология прядения может облегчить проектирование и изготовление масок и воздушных фильтров». Профессор Юн Шен сказал: «Разработка новых масок и воздушных фильтров с использованием электростатических вращающихся технологий является многообещающим из -за ее хорошей производительности фильтрации, экономической осуществимости и масштабируемости для удовлетворения потребностей полевых масок и воздушных фильтров».
