Электростатическая лицевая маска, которая заряжается при дыхании

Ученые из Городского университета Гонконга разработали электростатически заряженную маску для лица, которая может пополнять свой заряд за счет дыхания пользователя. Электростатический заряд помогает маске адсорбировать мельчайшие частицы, такие как вирусы SARS-CoV-2. Однако такие маски обычно со временем теряют свой заряд и способность связывать частицы, особенно во влажной среде, например, прямо перед ртом. Чтобы решить эту проблему, ученые создали маску с двумя слоями трибоэлектрической нейлоновой ткани, которые пополняют заряд при движении слоев вперед и назад во время дыхания. Маски могут обеспечивать защиту от вирусов, передающихся воздушно-капельным путем, гораздо дольше, чем обычные маски, повышая безопасность медицинского персонала и снижая количество отходов.

Информация об этой разработке была опубликована в журнале Nature Communications.

Для большинства из нас лицевые маски были легким неудобством, когда мы отправлялись в магазин в разгар пандемии в попытке уменьшить передачу вирусов в обществе. Однако для медицинского персонала, ухаживающего за пациентами с COVID-19, эффективные маски имеют решающее значение как для личной безопасности, так и для безопасности пациентов.

Эффективный механизм, который разработчики могут использовать в масках для лица, включает электростатическую адсорбцию, когда электростатический заряд помогает крошечным частицам прилипать к маске, дополняя механическую фильтрацию маски. Однако этот электростатический заряд со временем истощается, особенно во влажных условиях, которых трудно избежать в том, через что вы дышите. Это означает, что маски могут не обеспечивать оптимальную защиту в течение всего срока ношения, а также то, что маски приходится часто менять, что приводит к образованию отходов.  

Вновь разработанная технология защитной маски поддерживает защиту от вирусных частиц путем генерирования электрического заряда от движения при дыхании. "Аналогичные устройства используют для пополнения заряда дополнительный источник питания, что громоздко и неудобно, — сказал один из разработчиков Ян Чжэнбао. — Мы разработали эффективный, долговечный и недорогой воздушный фильтр, который может постоянно пополнять электростатический заряд самозаряжающимся способом".      

Технология основана на использовании слоев трибоэлектрической нейлоновой ткани, которые могут создавать электрический заряд при перемещении. "Когда средний слой перемещается вперед и назад между боковыми слоями при дыхании, происходит перенос заряда между фторопластовым материалом (поливинилиденфторидом, ПВДФ) и нейлоном, в результате чего слой ПВДФ заряжается отрицательно, а нейлоновые слои — положительно, — сказал Чжэнбао. — Этот процесс самозарядки обеспечивает непрерывное пополнение электростатического заряда и длительную электростатическую адсорбцию".