Maska, która wychwytuje, podgrzewa i filtruje wirusy

Fot. pikisuperstar / www.freepik.com

Zespół naukowców z MIT pracuje nad stworzeniem maski, która dezaktywuje wirusy za pomocą ciepła. Celem badaczy jest skonstruowanie maski, która zawierałaby podgrzewaną siatkę wykonaną z miedzi. Osoba nosząca maskę, oddychając, wprawia w ruch powietrze, które wielokrotnie przedostaje się przez siatkę, a wszelkie drobnoustroje znajdujące się w powietrzu są dezaktywowane przez jej wysoką temperaturę. Badacze twierdzą, że maska mogłaby być przydatna dla pracowników służby zdrowia, a także dla społeczeństwa w sytuacjach, w których trudno byłoby osiągnąć dystans społeczny, np. w zatłoczonym autobusie. Naukowcy rozpoczęli budowę prototypów i mają nadzieję, że wkrótce rozpoczną ich testowanie. ? Jest to zupełnie nowa koncepcja, ponieważ nie zapobiega przedostawaniu się wirusów do wnętrza maski, a pozwala im przejść przez maskę, ale zmniejsza ich prędkość i dezaktywuje je ? powiedział Michael Strano, profesor inżynierii chemicznej na MIT. 

Unieszkodliwianie wirusów

Zespół postanowił zaprojektować maskę, która zabijałaby wirusy za pomocą ciepła. Zdecydowali się użyć siatki miedzianej jako elementu grzewczego i wychwytującego, a następnie przeprowadzili obliczenia w celu określenia optymalnego zakresu temperatur, które należy osiągnąć, aby zabić koronawirusy napływające do wewnątrz lub wydostające się z maski w wyniku naturalnego oddychania. ? Zdecydowana większość dzisiejszych masek działa na zasadzie filtracji, filtrując cząsteczki zależnie od wielkości lub ładunku elektrycznego ? powiedział Samuel Faucher, student studiów magisterskich. ? Ta maska opiera się na innym mechanizmie i działa przede wszystkim poprzez dezaktywację termiczną. 

Naukowcy obliczyli, jak szybko koronawirusy ulegają degradacji w różnych temperaturach i warunkach: temperatura około 90°C może spowodować od tysiąckrotnej do milionkrotnej redukcji cząstek wirusowych, w zależności od rozmiaru maski. Temperatura ta może być osiągnięta poprzez przepływ prądu elektrycznego przez siatkę miedzianą o grubości 0,1 milimetra lub grzałkę termoelektryczną. Prototypy wyposażone są w 9-woltową baterię, wystarczającą do ogrzania maski na kilka godzin i schłodzenia powietrza przed wdychaniem. Naukowcy byli w stanie zwiększyć efektywność dezaktywacji wirusa poprzez wykorzystanie oddechu do stworzenia rodzaju reaktora znanego jako reaktor o odwróconym przepływie. W miarę jak osoba nosząca maskę wdycha i wydycha powietrze, jego przepływ nieustannie się odwraca, pozwalając wirusom znajdującym się w masce na wielokrotne przejście przez siatkę i zwiększając prawdopodobieństwo ich unieszkodliwienia. Oczyszczone powietrze wypływa z otworów wentylacyjnych po obu stronach maski. Miedziana siatka jest pokryta materiałem neoprenowym, aby zapobiec nadmiernemu nagrzewaniu się zewnętrznej części maski. ? Osiągnięcie temperatury niezbędnej do inaktywacji wirusa przy jednoczesnej izolacji termicznej twarzy i zapewnieniu odpowiednio chłodnego wdychanego powietrza stanowiło interesujące wyzwanie w zakresie wymiany ciepła, które rozwiązaliśmy dzięki izolacji neoprenowej i ogrzewaniu regeneracyjnemu ? powiedział Buongiorno. ? Maski oddechowe N95, maski chirurgiczne i maski z tkaniny są skuteczne i powinny być używane podczas pandemii zgodnie z zaleceniami ? twierdzi Strano. Potencjalną zaletą podgrzewanych masek jest to, że ponieważ zabijają one wirusa, nie muszą być odkażane lub wyrzucane po użyciu. Patent na projekt został już złożony.  


Anne Trafton, Biuro prasowe MIT