Svakodnevne maske i pitanje materijala

Svi ga nose i dolaze u svim bojama i oblicima: navlake za usta i nos kako bi sadržavale pandemiju korone. Istraživači i proizvođači su zabrinuti koji je materijal idealan za to

Stolnjaci, kirurške halje ili teniske čarape: svakodnevne maske mogu se izrađivati ​​od različitih materijala. No jesu li dovoljno tijesni? Na kraju bi trebali sakupljati sitne čestice iz daha nositelja kako bi zaštitili druge ljude od moguće infekcije koronavirusom. Istodobno, morate moći lako disati kroz tkaninu.

Istraživač Frank Drewnick objašnjava problem na sljedeći način: "Da se naivno izrazimo, nijedna čestica ne prolazi kroz plastični film, ali isto tako ni zrak. Sa sitom je obrnuto - pa moram pronaći nešto gdje je otvoreno područje kao što je moguće veće, ali su pojedinačne pore relativno male. "

Različiti materijali i njihova izvedba filtra

Drewnick je na čelu istraživačke skupine na Kemijskom institutu Max Planck u Mainzu koja ispituje različite materijale u smislu njihove izvedbe filtra. Točnije, riječ je o takozvanoj učinkovitosti razdvajanja, tj. O tome koliko se najmanje čestice hvataju u vlaknima tkanina.

Stručnjak je također vrlo pažljivo proučio koji materijali dobro zaustavljaju čestice veličine koronavirusa, a koji su manje učinkoviti. On i njegov tim već su utisnuli desetke materijala u svoje ispitne uređaje, uključujući vrećice za usisavače, kuhinjske role, samoizrađene maske s jednim ili više slojeva i izrađene od raznih pamučnih tkanina, ali i medicinske proizvode.

Pa što je izašlo? Materijali koji su zapravo napravljeni za filtriranje najbolje se ponašaju u mjerenjima, poput netkanog tekstila koji se koristi u kirurškim maskama. "U pravilu se radi o netkanim tkaninama, koje se nazivaju i netkani materijali, gdje se vlakna miješaju i zato obično nemaju velike pore kroz koje čestice inače mogu proći", kaže Drewnick.

Dobro disati s maskom

Kad su pore tako male, postaje li disanje problem? Nije nužno, kaže stručnjak. Prema njegovim riječima, kroz te tvari prolaze mnogi kanali, ali oni su vrlo mali. To znači: Ukupna površina otvorenih pora je relativno velika, tako da zrak može proći, ali male se čestice dobro odvajaju. Vlakna u materijalima za kirurške maske i takozvane FFP maske također su statički nabijena, što poboljšava odvajanje čestica.

Pozadina: Virus Sars-CoV-2 promjera je 60 do 140 nanometara. Nanometar je milioniti dio milimetra. Virusi su doista sićušni, ali u pravilu vjerojatno ne zuje kroz zrak kao pojedinačne čestice, već su u njemu povezani.
veće kapi ili osušene jezgre kapljica. Iako su ovi puno veći od virusa, oni su i dalje u opsegu mikrometara i stoga golim okom teško ili nikako ne mogu.

Pamučna vlakna umjereno se dobro filtriraju

Kao što Drewnick kaže, različite kombinacije pamučnih vlakana završile su u veznom redu u test seriji. "Pri čemu ovisi, između ostalog, o tome koliko su čvrsto one utkane - jer to utječe na veličinu rupa na tkaninama." Tester je zaključio da što je tkanina čvršće tkana, to je veća učinkovitost razdvajanja.

To je u skladu sa stajalištem Federalnog zavoda za lijekove i medicinske uređaje (BfArM) koji na svojoj web stranici piše o navlakama za usta i nos izrađenim od komercijalno dostupnih tkanina: Čvrsto tkane tkanine bolje odgovaraju od lagano tkanih tkanina. I tkanina mora biti periva na najmanje 60 stupnjeva. Jer od tih temperatura pouzdano se ubijaju svi virusi koji se mogu pridržavati.

Maska za samostalno korištenje? Tada je najbolje šivati

Istraživanje materijala koji se koriste za svakodnevne maske također je provedeno u Sjedinjenim Državama. Tim sa Florida Atlantic University testirao je u laboratoriju koje su vrste maski propusne i kako kada su izložene kašlju ili kihanju. Ovdje se radilo samo o svakodnevnim maskama, poput samošivanih i onih u limenkama. Posebne maske za uporabu u medicinskom području, na primjer, nisu bile uključene.

Rezultat je bio da i materijal i konstrukcija imaju primjetan utjecaj na masku u smislu njene prikladnosti, prema istraživačima koji rade sa Siddharthom Vermom u časopisu "Physics of Fluids". Problem samoizrađenih maski je taj što obično nisu potpuno čvrsto i također se ne zatvaraju savršeno.

Testiran je šal koji se koristi kao pokrivač za usta i nos, maska ​​izrađena od rupčića, ušivena dvoslojna pamučna maska ​​i komercijalno dostupna maska ​​u obliku konusa. Maske su bile pričvršćene na glavu svojevrsne manekenke. Kihanje i kašalj simulirani su pomoću pumpe. Uz to, u model se dodavala para s aparatom za maglu kako bi tok kašlja bio vidljiv za analizu.

Rezultat: dobro prilegla, ušivena maska ​​najbolje je zadržala kapljice kihanja i kašlja. U laboratorijskom ispitivanju čestice su letjele oko 6,6 centimetara (2,5 inča). Konvencionalna maska ​​u obliku konusa bila je nešto lošija. Šal se najbolje pokazao. Čestice su ovdje dosezale širinu od oko 1,1 metra (3 stope 7 inča).