Физики выяснили, что если вставить в обычные респираторы класса N95 слой с пастой из графена и фторсодержащей органики, их можно сделать гораздо долговечнее и эффективнее. Описание разработки опубликовал научный журнал Oxford Open Materials Science.
После изначального скепсиса по отношению к маскам и респираторам их все же стали широко использовать для замедления пандемии коронавирусной инфекции. Однако на всех их не хватало, поэтому врачи стали изобретать свои методы дезинфекции масок, а обыватели придумывали, как шить их из подручных материалов.
В своей новой работе физики под руководством доцента Института фундаментальных исследований имени Таты (Индия) Тарангатту Нараянана облегчили эту задачу. Они выяснили, как маски можно сделать более долговечными. Ученые исследовали, как вирусные частицы взаимодействуют с различными слоями респираторов.
Как правило, маски не пропускают вирусы благодаря особому защитному слою, который притягивает микроскопические частицы материи за счет электростатики. Со временем этот слой теряет эффективность, поэтому срок годности подобных масок и респираторов ограничен.
Нараянан и его коллеги выяснили, что эту проблему можно обойти, если покрыть один из внутренних слоев респиратора пастой из графена и фторсодержащих органических соединений. В состоянии покоя эта смесь притягивает вирусы и мелкую пыль так же эффективно, как материалы, которые обычно используют при производстве респираторов класса N95.
Вирусные частицы из такого материала можно достаточно легко удалить: достаточно потереть ее пальцем, чтобы значительная часть вирусов перестала прилипать к пасте. Это происходит из-за того, что электрические свойства материала сильно меняются при приложении механической нагрузки.
Кроме того, смесь из графена и соединений фтора химически инертна, поэтому ее можно легко очищать от микробов и крупных частиц пыли перекисью водорода.
Разработчики создали на основе этого материала несколько прототипов респираторов, варьируя число защитных слоев и их толщину. Чтобы такой респиратор защищал человек так же хорошо, как и обычный, класса N95, нужно всего три слоя ткани. В обычных респираторах их четыре или пять.
Дальнейшие тесты показали, что подобные прототипы успешно переносят несколько циклов очистки, причем защищают от вирусов так же хорошо, как и раньше. Себестоимость такого респиратора – около $1 (74 рубля по текущему курсу ЦБ РФ). Ученые надеются, что благодаря этому подобные респираторы быстро начнут использовать на практике.