Домашно изработените предпазни маски са достатъчно ефективни, дори и при кихане, твърди проучване

Нови изследвания показват, че домашно ушитите предпазни маски помагат не по-малко срещу разпространение на коронавирус, ако човек си мие често ръцете и спазва правилото за социална и физическа дистанция. Досега учените са изчислявали пропускливостта само на миниатюрни частици, но става ясно, че при говорене, кашляне или кихане ние отделяме по-големи по размер частици, които също пренасят вируса.

Ето защо машинният инженер Тахер Саиф решава да проведе изследване, в което да се изпита ефикасността на различните тъкани, използвани в домакинството, при блокиране на частиците.

Тахер Саиф е професор по машинни науки и инженеринг към Илинойския университет. Резултатите от експеримента му са публикувани в списание „Extreme Mechanics Letters.“

Размери на аерозолните частици

Аерозолните частици обикновено са с размер под 5 микрометра, в диапазона от няколкостотин нанометра. Въпреки това човек може да издиша и много по-големи по размер частици, до около 1 мм в диаметър, когато говори, кашля или киха. Именно те крият риск, защото при достатъчно добро ускорение, те могат да преминат през плата, след което да се разпръснат на по-фини частици и да се разпространят лесно във въздуха. Макар рискът да е съвсем реален, все пак платът на предпазната маска трябва да е от дишаща материя и да е удобен, смятат експертите. В противен случай хората не биха носили маски.

Саиф пояснява: „Предпазна маска, изработена от плат с ниска пропускливост, е не само неудобна. Тя е и по-малко надеждна, тъй като издишаният от човека въздух трябва да си намери място. При издишването му, той се насочва към процепите между маската и лицето. Така се оказва, че тя всъщност оставя погрешното усещане за по-висока степен на защитеност. Целта ни е да проучим и покажем на хората как различните видове материи пропускат частици и ефикасността на блокиране на частици – малки и по-големи.“

Критерии при анализ на платовете

Екипът на Саиф тества пропускливостта и степента на блокиране на 11 често срещани материи, използвани в дома. За контролна е използвана медицинска маска, закупена от аптека. Платовете са както нови, така и използвани. Някои са от дрехи, други от спално бельо или от кърпи за подсушаване на съдове. Учените анализират тъканите по няколко критерия: състав, съдържание на нишки, тегло, брой нишки, пореста структура и водна абсорбция.

За инженерите най-лесната част се оказва тестването на пропускливостта. Много по-голямо предизвикателство е да определят степента на блокиране на частиците.

Експериментът на Тахер Саиф

В лабораторни условия екипът запълва дюзата на инхалатор с дестилирана вода, обогатена с флуоресцентни частици с диаметър 100 нанометра, какъвто се смята, че е размерът на коронавирусната молекула. Флуоресцентният ефект е за по-лесно откриване и определяне концентрацията на частиците. При подаване на налягане, се създава ускорение, което изтласква частиците към пластмасов съд, поставен пред самия инхалатор. Всеки път платът върху пластмасовия съд се сменя, за да се разбере каква е неговата пропускливост.

Експертите преброяват частиците, попаднали върху съда с помощта на конфокален микроскоп с висока резолюция. След това те съпоставят концентрацията им преди и след поставянето на парчето плат, за да изчислят степента на блокиране на частици.

Скорост и размер на отделяните частици

Инженерният екип измерва също скоростта и размера на частиците, като използва високоскоростно видео. Анализите разкриват, че капчиците напускат инхалатора със скорост 17м/сек. (капките, отделяни при говорене, кашляне или кихане се движат с 10 до 40 м/сек).

Диаметърът на капките варира от 0,1 до 1 мм, каквито са най-големите, разпръсквани при говор или кашляне. Заключението на Тахер Саиф е, че „всички тествани материи са относително ефикасни и успяват да спрат разпространението на частици с размер 100 нанометра, пренасяни от големи капчици при говорене, кашляне или кихане, дори ако платът е еднослоен.

Ако пластовете са два или три, дори и да са от по-тънки материи, като при тениските например, се достига почти същата степен на блокиране на частици, както при медицинската маска. И все пак се запазва усещането за комфорт и проветривост.“

Оборудването на експертите им позволява да анализират тъкани за тяхната способност да спират разпространението както на малки, така и на големи частици, отделяни от устата и носа на човека.