Маски из многослойного хлопка эффективнее синтетики против распространения COVID-19
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) и Смитсоновского института изучили способность 32 различных тканей фильтровать частицы размером, аналогичным вирусу SARS-CoV-2 (около 110 нм). Результаты опубликованы в журнале ACS Nano.
Ключевые выводы
- Хлопок превосходит синтетику: Среди пяти материалов с наилучшей фильтрацией три были на 100% хлопковыми с ворсистой поверхностью (например, фланель). Четыре из пяти наихудших материалов были синтетическими.
- Эффективность фильтрации: Наилучший однослойный материал блокировал только около 20% частиц размером с вирус. Это значительно ниже эффективности масок N95 (≥95%) или HEPA-фильтров (99,97% для частиц ~300 нм).
- Роль текстуры: Хлопковые ткани с приподнятыми ворсинками, образующими сетчатую структуру, фильтровали лучше, чем ткани без такого ворса. Плотность плетения также влияла на эффективность.
- Многослойность: Использование нескольких слоев ткани повышало эффективность фильтрации хлопка.
- Дышимость: Некоторые ткани с лучшей фильтрацией оказались и наиболее трудными для дыхания, не соответствуя рекомендациям по безопасности.
Методология исследования
- Тестирование: Ученые измеряли эффективность фильтрации, пропуская аэрозоль частиц NaCl (заменитель вируса) размером от 50 до 825 нм через образцы ткани.
- Микроскопия: Параллельно изучались структура ткани (плотность плетения, тип волокна, текстура) с помощью доступных цифровых микроскопов.
- Сравнение: Для контекста также тестировались HEPA-фильтр, маски N95, хирургическая маска и кофейные фильтры.
Значение и ограничения
- Исследование подтверждает, что тканевые покрытия не являются заменой средств индивидуальной защиты медицинского класса (N95), но могут помогать замедлять распространение вируса в бытовых условиях.
- Комбинации слоев хлопка и синтетики не показали повышенной эффективности.
- Разнообразие методов в предыдущих исследованиях затрудняет прямое сравнение данных. Данная работа предлагает стандартизированный подход для быстрой оценки материалов.
«Получается, что доступные материалы обеспечивают некоторую защиту от аэрозолей, если использовать несколько слоев ткани и плотную посадку маски, — сказал Кристофер Зангмейстер (NIST). — Но ни один из них не так хорош, как маска N95».
Исследователи планируют продолжить тестирование новых материалов с использованием усовершенствованных методов анализа текстуры.