Durante a pandemia de coronavírus, muitas pessoas se acostumaram a usar máscaras para proteger a si mesmas e aos outros, mas isso não significa que as máscaras estejam sempre confortáveis ​​- especialmente durante o exercício. Agora, pesquisadores relatando em ACS Nano desenvolveram um respirador dinâmico que modula o tamanho dos poros em resposta às mudanças nas condições, como exercícios ou níveis de poluição do ar, permitindo que o usuário respire mais facilmente quando os níveis mais altos de filtragem não são necessários.

As máscaras faciais protegem contra a propagação do vírus que causa COVID-19, mas também são usados ​​por pessoas com problemas respiratórios para filtrar poluentes prejudiciais. Contudo, em algumas circunstâncias, altos níveis de filtragem não são necessários, como quando os níveis de poluição do ar são baixos, ou quando alguém está se exercitando ao ar livre sozinho - o que geralmente é considerado uma atividade de baixo risco para espalhar COVID-19. Mas as máscaras atuais não podem se ajustar às condições de mudança. Com tempo, o preso, a respiração exalada pode criar sensações de calor, umidade, mau hálito e desconforto, especialmente à medida que mais fôlego é exalado durante o exercício. Seung Hwan Ko e seus colegas queriam fazer um respirador que pudesse ajustar automaticamente suas características de filtração em resposta às mudanças nas condições.

Os pesquisadores desenvolveram um filtro de ar dinâmico com microporos que se expandem quando o filtro é esticado, permitindo que mais ar passe. Um grande aumento na respirabilidade do filtro, que era feito de nanofibras eletrofiadas, foi alcançado com apenas cerca de 6% de perda na eficiência de filtração. A equipe então colocou uma maca ao redor do filtro que foi conectada a um peso leve, dispositivo portátil contendo um sensor, bomba de ar e chip do microcontrolador.

O dispositivo se comunica sem fio com um computador externo que executa um software de inteligência artificial (AI) que reage a partículas no ar, bem como mudanças nos padrões respiratórios do usuário durante o exercício. Dois dos filtros foram colocados em cada lado de uma máscara facial e testados em voluntários humanos. A maca gerou corretamente um aumento menor no tamanho dos poros quando um voluntário se exercitou em uma atmosfera poluída do que quando se exercitou em ar puro.

Notavelmente, o software AI permite que o respirador se adapte às características respiratórias únicas dos indivíduos, que pode ser usado para desenvolver uma máscara facial personalizada, dizem os pesquisadores. Para tornar o sistema menor, mais leve e menos pesado, a maca poderia eventualmente ser reprojetada para ter um mecanismo sem bomba, eles acrescentam.