As máscaras faciais de nanofibra melhoram a eficiência da filtração, precisa ser substituído com mais frequência
p Malha de nanofibra de poliacrilonitrila antes (esquerda), durante (meio), e após (à direita) capturar aerossóis de água. A malha torna-se mais grossa à medida que algumas nanofibras se unem depois que as gotas de água capturadas evaporam completamente. Crédito:Southern University of Science and Technology, Shenzhen, China
p Desde a sua eclosão, o vírus COVID-19 infectou mais de 207,7 milhões de pessoas em todo o mundo e ceifou mais de 4,3 milhões de vidas, de acordo com o painel de coronavírus da Organização Mundial da Saúde em 17 de agosto. p Contudo, muitos profissionais médicos atribuem o papel importante das máscaras faciais em retardar a propagação do vírus e proteger a saúde humana.
p Inovações para melhorar a eficácia da máscara, com foco crescente na fabricação de nanofibras, resultaram em maior eficiência de filtração, maior conforto, e capacidade respiratória mais fácil. Contudo, os efeitos das gotículas de micro-água na integridade das nanofibras são relativamente obscuros.
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Física dos Fluidos , pesquisadores da Southern University of Science and Technology em Shenzhen, China, examine essas ambigüidades por meio de uma visualização de nanofibras interagindo com a exposição ao aerossol de água.
p "Quando o COVID-19 foi lançado pela primeira vez, máscaras faciais eram extremamente escassas em todos os lugares, e as pessoas descobriram todos os tipos de maneiras de 'rejuvenescer' as máscaras usadas. Era como um concurso de chef, com fervura, fumegante, grelhar, e até mesmo fumar envolvido, "disse o co-autor Boyang Yu." Nossa intuição nos disse que isso não pode estar certo. Temos que investigar e ver o que aconteceu exatamente com as nanofibras. "
p Yu e seus colegas usaram vídeos microscópicos de alta velocidade para visualizar sistematicamente a evolução das nanofibras feitas de polímeros com diferentes ângulos de contato, diâmetros, e tamanhos de malha sob exposição a aerossol de água.
O vídeo mostra a malha de nanofibra de poliacrilonitrila (PAN) capturando aerossóis de água. A malha torna-se mais grossa à medida que algumas nanofibras se unem depois que as gotas de água capturadas evaporam completamente. Crédito:Southern University of Science and Technology, Shenzhen, China p "Filmar nanofibras é como tirar retratos de bebês, "disse Yu." Eles não gostam de ficar parados para a câmera. Isso ocorre porque as nanofibras são muito macias e frágeis, especialmente com o fluxo de aerossol. Mas com bastante cuidado, paciência, e sorte, finalmente conseguimos boas fotos para nossa análise. "
p As imagens produzidas revelam que as nanofibras se aglutinam irreversivelmente durante o "estágio de captura de gotículas", bem como no estágio subsequente de evaporação do líquido, reduzindo significativamente o comprimento efetivo da fibra para a captura de aerossóis. Eles mostram que fibras hidrofóbicas e tecidas ortogonalmente podem reduzir as forças capilares e diminuir a taxa de coalescência das fibras.
p "Confirmamos três coisas, "disse o co-autor Weiwei Deng." Um, nanofibras são excelentes na captura de gotículas em aerossol. Dois, as nanofibras são unidas depois que o aerossol é capturado. E tres, esta ligação é forte e irreversível, mesmo depois que as gotículas capturadas evaporam.
p "As fibras umedecidas tendem a se ligar umas às outras da mesma maneira que os cabelos molhados tendem a se agrupar. É por causa da força capilar, que se torna dominante conforme a escala de tamanho diminui, e é extremamente forte para nanofibras. "
p Espera-se que as descobertas do estudo ajudem a melhorar o design, fabricação, e uso de máscaras faciais confeccionadas com nanofibras. Eles fornecem evidências visuais diretas da necessidade de substituir as máscaras faciais com frequência, especialmente em ambientes frios.
p "O inverno está chegando, "disse Deng." Quando está frio lá fora, sua respiração contém mais gotículas que podem fazer a malha de nanofibras colapsar mais rapidamente. "