У США розробили маску, яка знищує віруси. Як вона працює?

23 жовтня 2020, 14:42

Команда дослідників з Массачусетського технологічного інституту створила захисну маску для обличчя, яка інактивує віруси за допомогою тепла.

Автори показали, що такий пристрій може вбивати майже всі віруси, які проходять через нього з потоком повітря.

Дослідники прагнуть створити маски, які використовують нагріту мідну сітку. Коли людина в масці вдихає і видихає, повітря багаторазово проходить через сітку, і будь-які вірусні частки в повітрі сповільнюються і інактивуються сіткою і високими температурами. За словами дослідників, така маска може бути корисна для медичних працівників, а також для представників громадськості в ситуаціях, коли складно домогтися соціального дистанціювання, наприклад, в переповненому автобусі.

Відео дня

«Це абсолютно нова концепція маски, оскільки вона в першу чергу не блокує вірус. Насправді він дозволяє вірусу проходити через маску, але уповільнює і інактивує його», — говорить Майкл Страно, професор хімічної інженерії в Массачусетському технологічному інституті.

Страно з колегами почали вивчати концепції нових типів масок для обличчя в березні, незабаром після того, як Массачусетський технологічний інститут звернув дослідні роботи на території кампуса. Вони почали з вивчення існуючих наукових звітів про різні типи масок і не виявили масок, призначених в першу чергу для знищення вірусів шляхом нагрівання.

«Маски, які ми носимо зараз, призначені для уловлювання частинок вірусу. Вони дійсно забезпечують захист, але ніхто не думає про інактивацію вірусу і стерилізацію повітря. Це мене здивувало», — каже Страно.

Команда мала намір розробити маску, яка вбивала б віруси за допомогою тепла. Вони вирішили використовувати мідну сітку в якості нагрівального і вловлюючого лементу і виконали математичне моделювання, щоб визначити оптимальний температурний діапазон, який їм буде потрібен для знищення коронавірусів, що йдуть всередину або назовні від природного дихання.

«Переважна більшість масок сьогодні функціонують шляхом фільтрації, фільтрації частинок за розміром або електричного заряду. Ця маска заснована на іншому механізмі і працює переважно за рахунок термічної інактивації «, — пояснили автори роботи.

Дослідники підрахували, наскільки швидко коронавіруси розкладаються при різних температурах і умовах захоплення, і виявили, що при температурі близько 90 градусів Цельсія можна домогтися зменшення вірусних частинок в тисячу або мільйон разів, в залежності від остаточного розміру маски. Вони також показали, що ця температура може бути досягнута шляхом пропускання електричного струму через мідну сітку товщиною 0,1 міліметра.

Поточні прототипи включають 9-вольтів батарею, яка забезпечує достатньо енергії для нагріву маски протягом декількох годин і охолоджує повітря перед тим, як його будуть вдихати.

Мідна сітка оточена неопреном — ізолюючим матеріалом, який запобігає надмірному нагріванню зовнішньої сторони маски для носіння.

Дослідники змогли підвищити ефективність дезактивації вірусів, скориставшись диханням, щоб створити тип реактора, відомий як реактор зі зворотним потоком. Коли людина в масці вдихає і видихає, потік повітря постійно змінює напрямок, дозволяючи вірусам в масці проходити через сітку багато разів, що підвищує ймовірність їх деактивації. Очищене повітря виходить з вентиляційних отворів з обох сторін маски.

«Досягнення температури для інактивації вірусів при одночасній теплоізоляції обличчя людини і забезпеченні прийнятно прохолодного вдихання повітря стало цікавою проблемою теплопередачі, яку ми вирішили за допомогою неопренової ізоляції і регенеративного обігріву», — зізналися автори дослідження.

Потенційна перевага таких масок полягає в тому, що, оскільки вони вбивають вірус, їх не потрібно дезінфікувати або викидати після використання. Крім того, вони можуть запропонувати додатковий захист, видаливши вірус, а не тільки його фільтруючи.

«Ми показуємо, що на обличчі можна носити щось не дуже громіздке, що дійсно дозволяє дихати стерильним з медичної точки зору повітрям», — каже Страно.

За словами дослідників, маски з підігрівом будуть дорожче, ніж тканинні маски або хірургічні маски, але вони можуть бути корисні в ситуаціях, коли ризик впливу високий, а вартість не викликає занепокоєння. Вони подали заявку на патент на дизайн своєї маски і планують почати випробування прототипів в Массачусетському технологічному інституті. При цьому одними з перших цю маску зможуть використовувати військові - дослідження фінансувалося, в тому числі, Управлінням військово-морських досліджень.

Раніше НВ писав, що Роберт Редфилд, директор Центру з контролю і профілактики захворювань США, підтвердив, що маски для обличчя є нашим найкращим способом впоратися з пандемією коронавірусу.

Фактично, вони настільки важливі, що деякі експерти підозрюють, що вони будуть необхідні навіть після появи вакцини від COVID-19.

«Ці маски для обличчя — найважливіший і потужний інструмент громадської охорони здоров’я, який у нас є, і я буду продовжувати закликати всіх американців, всіх людей в нашій країні носити ці маски для обличчя», — сказав Редфилд під час недавніх слухань в Сенаті.

Далі Редфилд сказав, що маски можуть запропонувати більше гарантій, ніж вакцина. Справа в тому, що вакцини все ще проходять клінічні випробування, в даний час неясно, наскільки вони ефективні.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X