Влажность дыхания повышает эффективность хлопковых масок против COVID-19
Исследователи разработали улучшенный метод тестирования тканей для масок, предназначенных для замедления распространения COVID-19. Тестирование в условиях, имитирующих влажность человеческого дыхания, даёт более точные данные о работе материалов в реальных условиях.
Новые измерения показали, что при повышенной влажности эффективность фильтрации (способность материала улавливать частицы) хлопковых тканей увеличивалась в среднем на 33%. Синтетические ткани показали низкую эффективность, которая не улучшалась с влажностью. Материал медицинских процедурных масок также не улучшал своих показателей, хотя они были сопоставимы с хлопком.
Исследование, проведённое учёными Национального института стандартов и технологий (NIST) и Института консервации музеев Смитсоновского института, опубликовано в ACS Applied Nano Materials.
Ключевые выводы:
- Хлопковые ткани (особенно фланель) — отличный выбор для масок, и в реальных условиях они работают даже лучше, чем считалось ранее.
- Повышенная влажность не ухудшает воздухопроницаемость тканей.
- Эффективность фильтрации хлопка растёт из-за его гидрофильности (способности впитывать воду). Волокна создают влажную среду, частицы впитывают влагу, увеличиваются и легче задерживаются.
- Большинство синтетических тканей гидрофобны (отталкивают воду), поэтому их эффективность не меняется.
Методология:
Исследователи тестировали образцы двухслойных тканей в контролируемых условиях:
- Влажность 99% (как в выдыхаемом воздухе) и 55% (для сравнения).
- Через образцы пропускали воздух со скоростью выдоха, содержащий частицы соли размером с exhaled droplets.
- Эффективность фильтрации рассчитывали, измеряя количество частиц до и после ткани.
- Воздухопроницаемость оценивали по разнице давления воздуха по обе стороны ткани.
Детали результатов:
- Девять видов хлопковой фланели увеличили эффективность фильтрации с 12% до 45% (в среднем +33%).
- Шесть видов синтетики (нейлон, полиэстер, вискоза) показали низкие результаты независимо от влажности.
- Медицинские процедурные маски и респираторы N95 сохраняли одинаковую эффективность при любой влажности.
- Двухслойная хлопковая маска поглощает всего около 150 мг воды (1-2 капли) из дыхания. Однако CDC не рекомендует носить мокрые маски (например, от дождя или при плавании).
Значение:
Это исследование подчёркивает важность тестирования материалов в реалистичных условиях для разработки и оценки эффективности масок. Работа внесла вклад в первые стандарты ASTM International для тканевых масок против COVID-19.