p Os pesquisadores concluíram um novo estudo sobre como uma variedade de tecidos naturais e sintéticos filtram partículas de tamanho semelhante ao do vírus que causa o COVID-19. Dos 32 materiais de tecido testados, três dos cinco mais eficazes no bloqueio de partículas eram 100% algodão e tinham uma fibra visível elevada ou felpa, como os encontrados em flanelas. Quatro dos cinco piores desempenhos eram materiais sintéticos. O teste também mostrou que várias camadas de tecido podem melhorar ainda mais a eficácia do algodão. Nenhum dos materiais chegou perto da eficiência das máscaras N95. p Embora o tamanho da amostra fosse relativamente pequeno, os pesquisadores notaram que tecidos mais justos geralmente filtram melhor do que malhas e tecidos frouxos. Os tecidos 100% algodão com muitas fibras em relevo também pareceram filtrar melhor do que os tecidos de algodão que não tinham esse recurso. As fibras elevadas freqüentemente formam estruturas semelhantes às das máscaras de uso médico.

p Três pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) —Christopher Zangmeister, James Radney e Jamie Weaver - aliaram-se a Edward Vicenzi do Instituto de Conservação do Museu da Smithsonian Institution para avaliar os materiais e determinar sua capacidade de filtrar partículas e respirabilidade. Seus resultados aparecem no jornal ACS Nano .

p Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA (CDC) recomendam que as pessoas usem coberturas de pano para o rosto em ambientes públicos onde o distanciamento social é difícil, principalmente para evitar que uma pessoa que não sabe que está infectada espalhe o vírus.

p O vírus que causa COVID-19 é transmitido principalmente através de gotículas respiratórias que são expelidas quando uma pessoa espirra, tosse ou até fala. Contudo, algumas pesquisas também sugerem que o vírus pode se espalhar através de aerossóis muito menores - menores que 1/100 da largura de um fio de cabelo humano - que também são expelidos, e que podem permanecer no ar por muito mais tempo do que as gotículas.

p "Acontece que os materiais disponíveis no mercado fornecem alguma proteção contra aerossóis se você usar várias camadas de pano e uma cobertura facial se ajusta perfeitamente, "disse Zangmeister." Mas nenhuma é tão boa quanto uma máscara N95. "

p O projeto mediu uma maneira comum de determinar o quão bem um material captura partículas, chamada eficiência de filtração. Zangmeister e Radney, que são especialistas em medição de aerossóis, montou um experimento relativamente simples que contou com equipamentos extremamente sensíveis para dimensionar e contar partículas de aerossol.

p Os experimentos usaram amostras de tecido, ou amostras, em vez de máscaras completas. "Basicamente, pegamos uma amostra de material e fluímos um fluxo de partículas de tamanho conhecido, "disse Zangmeister." Contamos o número de partículas no ar antes e depois de passar pelo tecido. Isso nos diz o quão eficaz o material é na captura de partículas. "

p Em vez de amostras reais (e perigosas) do vírus SARS-CoV-2, a equipe usou sal de cozinha, ou cloreto de sódio (NaCl), o substituto recomendado para partículas de vírus pelo Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) do CDC, que estabelece padrões de teste para N95 e outras máscaras. As taxas de fluxo de ar usadas nos experimentos também foram das recomendações do teste NIOSH.

p Os pesquisadores testaram cada material contra partículas variando de 50 a 825 nanômetros (nm) para traçar seu desempenho relativo.

p Enquanto isso, Tecelão, um químico de materiais com experiência em têxteis, e Vicenzi, um especialista em microscopia, estudou cada pedaço de tecido para determinar sua contagem de fios, tecer e massificar na esperança de estabelecer uma relação entre essas características e a capacidade do tecido de filtrar partículas.

p As partículas do vírus SARS-CoV-2 têm cerca de 110 nm de diâmetro. As máscaras N95 são rigorosamente testadas para garantir que bloqueiem pelo menos 95% das partículas nesta faixa de tamanho. Um filtro HEPA (ar particulado de alta eficiência), como aqueles que você pode encontrar em um purificador de ar, bloqueia 99,97% das partículas que têm cerca de 300 nm de tamanho, e uma porcentagem ainda maior de partículas menores. Dos tecidos testados no estudo NIST, a camada de tecido único de melhor desempenho bloqueou 20% das partículas na faixa de tamanho do vírus.

p Enquanto Zangmeister e Radney conduziam os experimentos de aerossol em Gaithersburg do NIST, Maryland, campus, Weaver e Vicenzi puderam realizar seu trabalho de imagem em casa, onde trabalham desde meados de março.

p "Usamos intencionalmente microscópios digitais baratos e freeware para fazer nossa parte da pesquisa em casa, "disse Weaver." Uma motivação para isso foi desenvolver métodos de imagem que permitiriam aos cientistas cidadãos estudar melhor os tecidos por relativamente poucos custos iniciais. "

p Além dos tecidos, a equipe analisou materiais, incluindo um filtro HEPA, Máscara n95, uma máscara cirúrgica e até filtros de café, que foram sugeridos para uso em coberturas faciais caseiras, para comparação. A equipe também testou combinações de tecidos (uma camada de algodão e uma camada sintética), que não mostrou maior eficácia.

p Ao combinar imagens e medições de aerossol, a equipe descobriu que alguns tecidos que filtram a maioria das partículas também são os mais difíceis de respirar, e alguns até mesmo não atendem às recomendações de saúde e segurança para respirabilidade.

p "A textura acabou sendo um dos parâmetros mais úteis de se observar, porque descobrimos que a maioria dos tecidos de algodão com fios em relevo tendem a filtrar melhor, "disse Weaver." Nossas descobertas sugerem que a capacidade de um tecido para filtrar partículas é baseada em uma interação complexa entre o tipo de material, estruturas de fibra e tecido, e contagem de fios. "

p Esta pesquisa adiciona ao corpo de conhecimento sobre tecidos e filtração que remonta à pandemia de gripe de 1918 que matou cerca de 20 a 50 milhões de pessoas em todo o mundo e levou à primeira pesquisa sobre máscaras de tecido e seu potencial de proteção contra vírus. Ele também apóia pesquisas subsequentes, sugerindo que os filtros de tecido não seriam adequados para ambientes de saúde.

p Mas apesar de décadas de pesquisa sobre o assunto, a equipe descobriu que a falta de métodos de teste padrão e a ampla gama de materiais testados dificultavam a comparação direta dos resultados de estudos publicados anteriormente. Eles esperam que seu trabalho forneça um método para examinar rapidamente os materiais.

p "Não sabíamos a resposta quando iniciamos este projeto, "disse Zangmeister." Mas o ponto principal é que nenhum desses tecidos é tão bom quanto uma máscara N95. Ainda, coberturas faciais de pano podem ajudar a retardar a disseminação do coronavírus. Esperamos que esta pesquisa ajude os fabricantes e DIYers a determinar os melhores tecidos para o trabalho e sirva como base para pesquisas adicionais. "

p A equipe planeja iniciar outra rodada de testes em um novo conjunto de materiais em um futuro próximo. Weaver e Vicenzi atualizaram seu hardware de imagem e planejam empregar análises texturais mais sofisticadas para a próxima rodada de tecidos.