W obliczu kryzysu wywołanego pandemią koronawirusa, szybko pojawiły się braki w dostawach sprzętu medycznego i środków ochrony osobistej, do których należą maski ochronne, szczególnie jednorazowe stosowane w szpitalach i przychodniach. Polacy jednak szybko uporali się z problemem i sami zaczęli szyć maski ochronne, nie tylko na użytek własny, lecz także dla medyków.

Naukowcy z Argonne National Laboratory i University of Chicago w Stanach Zjednoczonych widząc rosnące zainteresowanie maskami ochronnymi domowej roboty, postanowili sprawdzić, z jakiego materiału najlepiej stworzyć taką maskę. Wybrali kilka łatwo dostępnych i popularnych tkanin, a następnie w warunkach laboratoryjnych przebadali ich właściwości filtracji mechanicznej i elektrostatycznej.

 

Materiał na maskę ochronną

Zespół badaczy odkrył, że najlepiej sprawdzają się maski ochronne wielowarstwowe, w których poszczególne warstwy wykonane są z różnych rodzajów tkanin. Jednak ważniejsze od struktury maski okazało się jej właściwe dopasowanie. Źle dopasowana do twarzy maska nie przyniesie pożądanego efektu.

„Przeprowadziliśmy badania dla kilku popularnych tkanin, w tym bawełny, jedwabiu, szyfonu, flaneli, różnych materiałów syntetycznych i ich kombinacji” – wyjaśniają naukowcy w artykule opisującym wyniki.

„Ogólnie rzecz biorąc stwierdziliśmy, że kombinacja różnych powszechnie dostępnych tkanin, stosowanych w maskach materiałowych, może potencjalnie zapewnić znaczną ochronę przed przenoszeniem cząstek aerozolu” – czytamy w raporcie.

 

 

W celu przebadania przepuszczalności poszczególnych tkanin, zespół wykorzystał komorę mieszania aerozoli. W komorze znajdował się aerozol o określonej liczbie cząsteczek w wielkości od ok. 10 nanometrów do ok. 10 mikrometrów. Dla porównania – ludzki włos ma średnicę ok. 50 mikrometrów, a cząsteczki koronawirusa mają średnicę od 80 do 120 nanometrów.

Następnie u wylotu komory, na zamontowanej w niej rurze z tworzywa PVC, umieszczano szczelnie przylegający fragment badanej tkaniny testowej. Powietrze przepływające przez tkaninę i rurę PCV było ponownie badane pod kątem występowania cząsteczek w aerozolu.

 

Bawełniana maska ochronna czy jedwabna?

Zespół ustalił, że tkaniny „hybrydowe”, czyli składające się z wielu warstw różnych materiałów, ograniczają przedostawanie się cząsteczek w największym stopniu.

„Skuteczność filtracji w przypadku hybryd (takich jak bawełna-jedwab, bawełna-szyfon, bawełna-flanela) wynosiła ponad 80 procent (dla cząstek mniejszych niż 300 nanometrów) i ponad 90 procent (dla cząstek większych niż 300 nanometrów)” – piszą naukowcy.

Jednak nawet najlepsze połączenie materiałów niewiele da, jeśli nie założysz maski w odpowiedni sposób, tak aby przylegała do twarzy. Wykazał to drugi etap badania, w którym naukowcy zrobili małe dziury w testowanych materiałach, a wyniki nie okazały się tak satysfakcjonujące jak w poprzednim etapie.

„Nasze badania sugerują, że luki (spowodowane nieprawidłowym dopasowaniem maski) mogą spowodować ponad 60-procentowy spadek wydajności filtracji” – wyjaśniają eksperci.

Tak więc, bez względu na to, z czego zrobisz maskę, pamiętaj, aby nosić ją prawidłowo.

Autorzy analizy podkreślają, że badanie nie jest odpowiedzą na pytanie, czy maski ochronne rzeczywiście chronią nas przed koronawirusem, bowiem wciąż nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to, w jaki sposób dochodzi do transmisji i zakażenia SARS-CoV-2.