Perché le borse di aspirapolvere fanno le maschere di protezione più efficaci

Probabilmente siete stato utilizzato a indossare una maschera di protezione in pubblico. E probabilmente indossate un tessuto uno, come siamo stati invitati a conservare N95, FFP3 ed altre «maschere del grado clinico» per i lavoratori di sanità. Ciò è malgrado scienza che non conosce come del tessuto disegno di circuiti integrati.

Per sormontare questo, un gruppo che fa parte all'università di Cambridge ha deciso di provare i vari tessuti per vedere come avrebbero protetto l'indossatore ed il pubblico una volta utilizzati nelle maschere di protezione. Un elemento di efficacia della maschera del tessuto può essere scoperto esaminando come i vari materiali blocchi le particelle virus di taglia (0,2 - 1,0 micrometri).

Mentre una certa ricerca già aveva studiato la capacità di tessuto di fungere da filtro, questo lavoro precedente ha esaminato soltanto una piccola selezione dei tessuti e dei materiali della famiglia, quali gli asciugamani di piatto, le sciarpe e le magliette. Tuttavia, questi studi iniziali hanno indicato che i tessuti potrebbero promettere come materiali della maschera. Per esempio, uno studio 2013 ha trovato che una maglietta del cotone poteva filtrare 69% delle particelle durante la respirazione normale.

Ciò nonostante, questi studi hanno lasciato quelli che fanno e le maschere d'acquisto del tessuto con soltanto orientamento limitato. Il tessuto viene in tutte le specie di in fibre e di tipi. Quale è il la cosa migliore per le maschere di protezione? Se mettete a strati due tessuti che ogni filtro con efficacia di 40%, questo vi proteggono da 80% delle particelle del virus?

Questi studi inoltre non sono riuscito a valutare l'abilità della virus-didascalia di un tessuto nei tipi di situazioni dove i virus sono più probabili da essere sparso, come tosse. Mentre un individuo malato può emettere un certo virus mentre respirando normalmente, sono probabili espellere un numero molto più alto delle particelle quando tossisce o starnutendo, dove viaggio ad una velocità molto più alta. Se una maschera del tessuto è efficacemente di proteggere voi o altri, deve bloccare le particelle alle velocità molto più alte che precedentemente provate.

Simulazione della tosse

Così, il nostro gruppo ha inventato un esperimento per esaminare come 20 tessuti e materiali comunemente disponibili della famiglia potrebbero filtrare le particelle virus di taglia a tossire la velocità. Abbiamo progettato un apparato per tenere un campione del tessuto che era a uno pollici di diametro. L'aria poi è stata passata attraverso questo campione a circa 16,5 metri per secondo la velocità media di una tosse adulta come lascia la bocca.

Due contatori della particella poi hanno misurato la concentrazione di piccole particelle nell'aria prima e dopo ha attraversato il tessuto. Poi abbiamo confrontato queste concentrazioni per derivare l'efficienza di filtrazione del materiale. Abbiamo fatto questo dieci volte per ogni tessuto. Per il confronto, una maschera N95 e una maschera chirurgica inoltre sono state collaudate.

Inoltre abbiamo eseguito una prova supplementare per vedere se i tessuti avrebbero mostrato una goccia della prestazione una volta bagnati. Sette millilitri dell'acqua, circa l'importo hanno esalato in un'ora, sono stati spruzzati su alcuni dei campioni del tessuto. Questi campioni poi sono stati provati cinque nuove volte mentre bagnati.

Mentre conoscere l'efficienza di filtrazione di diversi tipi del tessuto è utile, la maggior parte delle maschere del tessuto sono fatte almeno di due strati di tessuto. Inoltre abbiamo voluto sapere il tessuto mettente a strati colpisce la filtrazione. Così dopo che i diversi strati di tessuto sono stati provati, poi abbiamo messo a strati il tessuto nelle combinazioni possibili della maschera per ulteriore prova.

Differenze materiali

Il nostro studio ha indicato che ogni maschera, se è una maschera N95 o una maschera del tessuto, filtra meno piccole particelle una volta esposta ad aria ad alta velocità (tossire/che starnutisce) rispetto all'aria della normale-velocità (regolarmente respirare). Durante le alte velocità della tosse, anche le maschere N95 hanno filtrato soltanto 53% di piccole particelle. Le maschere chirurgiche hanno filtrato di meno che questa, circa 48%.

Tessuti pesanti con permeabilità bassa, quale denim, se la migliore protezione; tuttavia, hanno provato difficile respirare da parte a parte e non sono così ideali per le maschere. Le nostre prove hanno indicato che i tessuti più adatti hanno incluso la lana felted, con efficienza di filtrazione di 36% ed il cotone imbottente, con efficienza di 35%. I tessuti che non hanno eseguito bene il jersey incluso del cotone tricottano (efficienza di 25%), allungamento Lycra (21%) e magliette leggere (11%).

Inoltre abbiamo provato le borse di aspirapolvere, che sono destinate per catturare le piccole particelle e sono disponibili facilmente durante la pandemia. Quelli che abbiamo provato erano altamente efficaci alle particelle di filtrazione. Un sacchetto filtro eliminabile di HEPA era 61% efficiente e un sacchetto filtro lavabile 44% efficiente. Mentre questi mostrano la promessa tremenda, se è sicuro da coprire il vostro fronte con questi materiali ancora non è conosciuto.

Una volta bagnato, N95 e maschere chirurgiche ha sofferto una diminuzione notevole nell'efficienza di filtrazione – giù sette e cinque punti percentuali rispettivamente. I tessuti e le borse di vuoto non hanno mostrato come grande una diminuzione ed alcuni materiali anche hanno migliorato la loro prestazione una volta bagnati, possibilmente dovuto il restringimento delle fibre o un cambiamento nelle proprietà elettrostatiche.

Per concludere, abbiamo trovato che abbiamo raggiunto le efficienze molto più alte di filtrazione mettendo a strati i tessuti. Il collegamento fusibile – materiale innescato con colla che è attaccata su altri tessuti per irrigidirle, per esempio in collari e polsini – ha dimostrato un'aggiunta utile. Per esempio, una maschera con uno strato di cotone imbottente, uno strato dell'ovatta spessa della trapunta e due strati di collegamento fusibile poteva filtrare le particelle con efficienza di circa 60%. Quello era più della maschera N95!

Ma ricordi: solo perché un tessuto o una combinazione di tessuti può filtrare le particelle bene non significa che funzionerà pure per uso in una maschera. Gli strati del tessuto e dei tessuti hanno teso ad essere più difficili da respirare da parte a parte che il materiale della maschera N95 e questo può fare una maschera fatta da loro più probabilmente per colare e/o più difficile adattarsi. Ancora, tutte queste percentuali rappresentano soltanto la capacità del tessuto di filtrare le particelle e non considerano l'effetto della misura di una maschera, che è centrale proteggersi correttamente e di altre. La conversazione

Questo articolo è ristampato dalla conversazione da eugenia O'Kelly, il candidato di PhD, dipartimento di ingegneria, università di Cambridge nell'ambito di una licenza di Creative Commons. Legga l'articolo originale.