Pourquoi les sacs d'aspirateur font les masques protecteurs les plus efficaces

Vous êtes probablement devenu utilisé à porter un masque protecteur l'en public. Et vous portez probablement un tissu un, comme nous avons été invités à sauver N95, FFP3, et d'autres masques « de catégorie clinique » pour des membres du personnel soignant. C'est en dépit de la science ne sachant pas à quel point les masques de tissu fonctionnent.

Pour surmonter ceci, une équipe que je fais partie de à l'université de Cambridge a décidé d'examiner de divers tissus pour voir à quel point ils protégeraient le porteur et le public une fois utilisés dans des masques protecteurs. Un élément d'efficacité de masque de tissu peut être découvert en regardant à quel point de divers matériaux bloquez les particules de taille d'un virus (de 0,2 à 1,0 micromètres).

Tandis que de la recherche avait déjà étudié la capacité du tissu d'agir en tant que filtre, ces travaux précédents ont regardé seulement une petite sélection des tissus et des matériaux de ménage, tels que des serviettes de plat, des écharpes, et le T-shirts. Cependant, ces études tôt ont prouvé que les tissus pourraient promettre comme matériaux de masque. Par exemple, une étude 2013 a constaté qu'un T-shirt de coton pouvait filtrer 69% de particules pendant la respiration normale.

Néanmoins, ces études ont laissé ceux faisant et les masques de achat de tissu avec seulement des conseils limités. Le tissu vient dans toutes sortes de fibres et de types. Quel est le meilleur pour des masques protecteurs ? Si vous posez deux tissus que chaque filtre avec l'efficacité de 40%, ceci vous protègent contre 80% de particules de virus ?

Ces études également n'ont pas évalué la capacité de virus-blocage d'un tissu dans les types de situation où les virus sont le plus susceptibles d'être écartés, comme la toux. Tandis qu'une personne malade peut émettre un certain virus tandis que respirant normalement, elles sont susceptibles d'expulser un nombre beaucoup plus élevé de particules en toussant ou en éternuant, où transport à une vitesse beaucoup plus élevée. Si un masque de tissu est de protéger effectivement vous ou d'autres, il doit bloquer des particules à des vitesses beaucoup plus élevées que précédemment examinées.

Simulation de la toux

Ainsi, notre équipe a conçu une expérience pour examiner à quel point 20 tissus et matériaux généralement disponibles de ménage pourraient filtrer les particules de taille d'un virus à tousser la vitesse. Nous avons conçu un appareil pour tenir un échantillon de tissu qui était d'un pouce de diamètre. De l'air a été alors passé par cet échantillon à approximativement 16,5 mètres par seconde – la vitesse moyenne d'une toux adulte comme il part de la bouche.

Deux compteurs de particules ont alors mesuré la concentration de petites particules dans le ciel avant et après qu'il ait croisé le tissu. Nous avons alors comparé ces concentrations pour dériver l'efficacité de filtration du matériel. Nous avons fait ce dix fois pour chaque tissu. Dans l'intérêt de la comparaison, un masque N95 et un masque chirurgical ont été également examinés.

Nous avons également exécuté un essai supplémentaire pour voir si les tissus montreraient une baisse de représentation si humides. Sept millilitres d'eau, au sujet de la quantité ont exhalé dans une heure, ont été pulvérisés sur certains des échantillons de tissu. Ces échantillons étaient alors cinq fois de plus examiné tandis qu'humides.

Tandis que connaître l'efficacité de filtration de différents types de tissu est utile, la plupart des masques de tissu sont faits d'au moins deux couches de tissu. Nous avons également voulu savoir le tissu de mise en couches affecte la filtration. Ainsi après que différentes couches de tissu aient été examinées, nous avons alors posé le tissu dans des combinaisons possibles de masque pour davantage d'essai.

Différences matérielles

Notre étude a prouvé que chaque masque, si c'est un masque N95 ou un masque de tissu, filtre moins petites particules une fois exposé à l'air ultra-rapide (toux/éternuant) comparé à l'air de normal-vitesse (régulièrement respiration). Pendant les vitesses élevées de la toux, même les masques N95 ont filtré seulement 53% de petites particules. Les masques chirurgicaux ont filtré moins que ceci, environ 48%.

Tissus lourds avec la basse perméabilité, telle que le denim, si la meilleure protection ; cependant, ils ont prouvé difficile à respirer et ne sont ainsi pas idéaux pour des masques. Nos essais ont indiqué que des tissus plus appropriés ont inclus la laine felted, avec l'efficacité de filtration de 36%, et le coton piquant, avec l'efficacité de 35%. Les tissus qui ne se sont pas comportés bien le débardeur inclus de coton tricotent (efficacité de 25%), bout droit Lycra (21%) et T-shirts léger (11%).

Nous avons également examiné les sacs d'aspirateur, qui sont conçus pour capturer de petites particules et sont facilement disponibles pendant la pandémie. Ceux que nous avons examinés étaient fortement efficaces aux particules de filtrage. Un sachet filtre jetable de HEPA était 61% efficace et un sachet filtre lavable 44% efficace. Tandis que ceux-ci montrent la promesse énorme, s'il est sûr de couvrir votre visage avec ces matériaux n'est pas encore connu.

Si humide, N95 et masques chirurgicaux a enregistré une diminution notable d'efficacité de filtration – en bas de sept et cinq points respectivement. Les tissus et les sacs de vide n'ont pas montré aussi grand une diminution, et quelques matériaux ont même amélioré leur représentation si humides, probablement en raison du rétrécissement des fibres ou d'un changement des propriétés électrostatiques.

En conclusion, nous avons trouvé que nous avons réalisé des efficacités beaucoup plus élevées de filtration en posant des tissus. L'interface fusible – matériel amorcé avec la colle qui est coincée sur d'autres tissus pour les raidir, par exemple dans les colliers et des manchettes – a montré une addition utile. Par exemple, un masque avec une couche de coton piquant, une couche d'ouate en feuille épaisse d'édredon, et deux couches d'interface fusible pouvait filtrer des particules avec l'efficacité environ de 60%. C'était plus que le masque N95 !

Mais rappelez-vous : juste parce qu'un tissu ou une combinaison des tissus peut filtrer des particules bien ne signifie pas que cela fonctionnera aussi bien pour l'usage dans un masque. Il a tendu à être plus difficiles respirer les couches de tissus et de tissu que le matériel du masque N95, et ceci peut faire un masque fait à partir de elles plus vraisemblablement pour couler et/ou plus difficile à s'adapter. En outre, tous ces pourcentages représentent seulement la capacité du tissu de filtrer des particules, et ne prennent pas en considération l'effet de l'ajustement d'un masque, qui est central pour se protéger correctement, et d'autres. La conversation

Cet article est republié de la conversation par Eugenia O'Kelly, le candidat de doctorat, département de l'ingénierie, université de Cambridge sous un permis de Creative Commons. Lisez l'article original.