Durante a pandemia COVID-19, as pessoas se acostumaram a usar máscaras, mas muitas coberturas são frágeis e não podem ser desinfetadas facilmente. As espumas de metal são duráveis, e seus pequenos poros e grandes áreas de superfície sugerem que eles podem filtrar os micróbios com eficácia. Agora, pesquisadores relatando em ACS ' Nano Letras transformaram nanofios de cobre em espumas de metal que podem ser usadas em máscaras faciais e sistemas de filtragem de ar. As espumas filtram com eficiência, descontaminam facilmente para reutilização e são recicláveis.

Quando uma pessoa com infecção respiratória, como SARS-CoV-2, tosse ou espirra, eles liberam pequenas gotículas e partículas aerossolizadas no ar. Partículas menores que 0,3 μm podem permanecer no ar por horas, portanto, os materiais que podem reter essas partículas minúsculas são ideais para uso em máscaras faciais e filtros de ar. Mas alguns materiais de filtro existentes têm desvantagens. Por exemplo, fibra de vidro, nanotubos de carbono e fibras de polipropileno não são duráveis ​​o suficiente para passar por procedimentos de descontaminação repetidos, enquanto alguns ainda dependem da eletrostática para que não possam ser lavados, levando a grandes quantidades de resíduos. Recentemente, pesquisadores desenvolveram espumas metálicas com poros microscópicos que são mais fortes e mais resistentes à deformação, solventes, e altas temperaturas e pressões. Então, Kai Liu e seus colegas queriam desenvolver e testar espumas de cobre para ver se elas poderiam efetivamente remover aerossóis de tamanho submicrônico ao mesmo tempo em que eram duráveis ​​o suficiente para serem descontaminadas e reutilizadas.

Os pesquisadores fabricaram espumas de metal colhendo nanofios de cobre eletrodepositados e lançando-os em uma rede 3-D independente, que foi solidificado com o calor para formar laços fortes. Uma segunda camada de cobre foi adicionada para fortalecer ainda mais o material. Em testes, a espuma de cobre manteve sua forma quando pressurizada e em altas velocidades de ar, sugerindo que é durável para máscaras reutilizáveis ​​ou filtros de ar e pode ser limpo com lavagem ou ar comprimido. A equipe descobriu que as espumas de metal tinham excelente eficiência de filtração para partículas dentro da faixa de tamanho de 0,1-1,6 μm, que é relevante para filtrar SARS-CoV-2. Seu material mais eficaz era uma versão de 2,5 mm de espessura, com o cobre ocupando 15% do volume. Esta espuma tinha uma grande área de superfície e prendia 97% de partículas de sal aerossol de 0,1-0,4 μm, que são comumente usados ​​em testes de máscara facial.

De acordo com os cálculos da equipe, a respirabilidade de suas espumas era geralmente comparável à das máscaras faciais de polipropileno N95 disponíveis no mercado. Como o novo material é à base de cobre, os filtros devem ser resistentes a agentes de limpeza, permitindo muitas opções de desinfecção, e suas propriedades antimicrobianas ajudarão a matar bactérias e vírus aprisionados, dizem os pesquisadores. Além disso, eles são recicláveis. Os pesquisadores estimam que os materiais custariam cerca de US $ 2 por máscara atualmente, e a desinfecção e reutilização estenderiam sua vida útil, tornando-os economicamente competitivos com os produtos atuais.