الأقنعة اليومية ومسألة المواد

الجميع يرتدي واحدة ، وتأتي بجميع الألوان والأشكال: أغطية للفم والأنف لاحتواء جائحة كورونا. يهتم الباحثون والمصنعون بالمواد المثالية لهذا الغرض

مفارش المائدة أو العباءات الجراحية أو جوارب التنس: يمكن صنع الأقنعة اليومية من مواد مختلفة. لكن هل هم ضيقون بما فيه الكفاية؟ في النهاية ، يجب أن يجمعوا جزيئات دقيقة من أنفاس مرتديها لحماية الآخرين من الإصابة المحتملة بفيروس كورونا. في الوقت نفسه ، يجب أن تكون قادرًا على التنفس بسهولة من خلال القماش.

يشرح الباحث فرانك دريونيك المشكلة على النحو التالي: "بعبارة ساذجة ، لا يمر أي جسيم من خلال فيلم بلاستيكي ، ولكن أيضًا لا يمر بهواء. باستخدام المنخل ، يكون الأمر في الاتجاه المعاكس - لذلك يجب أن أجد شيئًا ما حيث تكون المنطقة المفتوحة مثل كبيرة بقدر الإمكان ، لكن المسام الفردية صغيرة نسبيًا ".

المواد المختلفة وأداء المرشح الخاص بهم

يرأس Drewnick مجموعة بحثية في معهد ماكس بلانك للكيمياء في ماينز تقوم بفحص المواد المختلفة من حيث أداء المرشح. على وجه التحديد ، يتعلق الأمر بما يسمى بكفاءة الفصل ، أي مدى تعلق أصغر الجسيمات في ألياف الأقمشة.

نظر الخبير أيضًا بعناية شديدة في المواد التي توقف جزيئات بحجم فيروسات كورونا جيدًا وأيها أقل فعالية. لقد قام هو وفريقه بالفعل بتثبيت عشرات المواد في أجهزة الاختبار الخاصة بهم ، بما في ذلك أكياس المكنسة الكهربائية ، ولفائف المطبخ ، والأقنعة المصنوعة يدويًا بطبقة واحدة أو أكثر والمصنوعة من الأقمشة القطنية المختلفة ، وكذلك المنتجات الطبية.

إذن ما الذي خرج؟ تؤدي المواد التي تم تصنيعها بالفعل للترشيح أداءً أفضل في القياسات ، مثل المنسوجات المستخدمة في الأقنعة الجراحية. يقول دريونيك: "كقاعدة عامة ، هذه أقمشة غير منسوجة ، وتسمى أيضًا الأقمشة غير المنسوجة ، حيث يتم خلط الألياف معًا وبالتالي لا تحتوي عادةً على مسام كبيرة يمكن للجسيمات اختراقها".

تنفس جيدًا بالقناع

عندما تكون المسام صغيرة جدًا ، هل يصبح التنفس مشكلة؟ ليس بالضرورة ، كما يقول الخبير. ووفقًا له ، فإن العديد من القنوات تمر عبر هذه المواد ، لكنها صغيرة جدًا. هذا يعني أن المساحة الإجمالية للمسام المفتوحة كبيرة نسبيًا ، بحيث يمكن للهواء المرور ، لكن الجزيئات الصغيرة تنفصل جيدًا. الألياف في مواد الأقنعة الجراحية وما يسمى بأقنعة FFP مشحونة أيضًا بشكل ثابت ، مما يحسن فصل الجزيئات.

الخلفية: فيروسات سارس- CoV-2 يبلغ قطرها 60 إلى 140 نانومتر. النانومتر هو جزء من المليون من المليمتر. الفيروسات صغيرة جدًا حقًا ، ولكن كقاعدة عامة ، ربما لا تتنقل عبر الهواء كجزيئات فردية ، بل ترتبط به.
قطرات أكبر أو نوى مجففة. على الرغم من أن هذه الفيروسات أكبر بكثير من الفيروسات ، إلا أنها لا تزال في نطاق الميكرومتر ، وبالتالي فهي بالكاد أو لا تستطيع على الإطلاق بالعين المجردة.

ألياف القطن يتم ترشيحها بشكل جيد

انتهى الأمر بالتركيبات المختلفة للألياف القطنية في خط الوسط في سلسلة الاختبارات ، كما يقول دريونيك. "حيث يعتمد ذلك ، من بين أمور أخرى ، على مدى إحكام نسجها - لأن ذلك له تأثير على حجم الثقوب في الأقمشة." خلص المختبر إلى أنه كلما زاد نسج القماش بإحكام ، زادت كفاءة الفصل.

يتماشى هذا مع وجهة نظر المعهد الفيدرالي للأدوية والأجهزة الطبية (BfArM) ، الذي يكتب على موقعه على الإنترنت عن أغطية الفم والأنف المصنوعة من الأقمشة المتاحة تجاريًا: الأقمشة المنسوجة بقوة أفضل من الأقمشة المنسوجة بشكل خفيف. ويجب أن يكون القماش قابل للغسل عند 60 درجة على الأقل. لأنه من درجات الحرارة هذه يتم قتل أي فيروسات قد تلتصق بشكل موثوق.

افعل ذلك بنفسك قناع؟ ثم من الأفضل الخياطة

كما تم إجراء بحث في المواد المستخدمة للأقنعة اليومية في الولايات المتحدة. اختبر فريق من جامعة فلوريدا أتلانتيك في المختبر أنواع الأقنعة القابلة للاختراق وكيفية تعرضها للسعال أو العطس. كان هذا يتعلق فقط بالأقنعة اليومية ، مثل الأقنعة التي يتم خياطةها أو إصلاحها. لم يتم تضمين الأقنعة الخاصة للاستخدام في المجال الطبي ، على سبيل المثال.

وكانت النتيجة أن كلا من المادة والبناء لهما تأثير ملحوظ على القناع من حيث ملاءمته ، وفقًا للباحثين العاملين مع سيدهارتا فيرما في مجلة "فيزياء السوائل". تكمن مشكلة الأقنعة المصنوعة يدويًا في أنها عادة ما تكون غير محكمة تمامًا ولا يتم إغلاقها تمامًا.

تم اختبار وشاح يستخدم كغطاء للفم والأنف وقناع مصنوع من منديل وقناع قطني مزدوج الطبقات وقناع مخروطي الشكل متوفر تجارياً. تم إرفاق الأقنعة برأس نوع من عارضة أزياء. تم محاكاة العطس والسعال باستخدام مضخة. بالإضافة إلى ذلك ، تم إدخال البخار في النموذج باستخدام آلة الضباب لجعل تيار السعال مرئيًا للتحليل.

والنتيجة: القناع المناسب والمُخيط يمنع قطرات العطس والسعال بشكل أفضل. في الاختبار المعملي ، طارت الجسيمات حوالي 6.6 سم (2.5 بوصة). كان القناع التقليدي المخروطي الشكل أسوأ إلى حد ما. كان أداء الوشاح هو الأسوأ. بلغ عرض الجسيمات هنا حوالي 1.1 متر (3 أقدام و 7 بوصات).