ماسک پارچه ای خانگی بسیار مناسب هست

اغلب ماسک های خانگی کارشان را بسیار خوب انجام می دهند، تحقیقات جدید تأثیر پارچه های معمولی خانگی در مسدود کردن قطرات را بررسی می کند.

مطالعات دانشگاه ایلینوی نشان می دهد که ماسک های خانگی هنگامی که با شستن مکرر دست و فاصله فیزیکی ترکیب می شوند، به مبارزه با شیوع ویروس هایی مانند کرونا یا کوید (COVID-19) کمک می کنند. بسیاری از این مطالعات بر انتقال ذرات ریز آئروسل یا همان دراپلت ها یا قطرات ریز تمرکز دارند. با این حال، محققان می گویند که صحبت کردن، سرفه و عطسه باعث تولید قطرات بزرگتری می شود که ذرات ویروس را حمل می کنند. به همین دلیل، مهندس مکانیک طاهر سیف میگوید که دانش به دست آمده برای تعیین اثر بخشی برخی از پارچه های استفاده شده در ماسک های خانگی کافی نیست.

سیف، استاد علوم مکانیک و مهندسی در دانشگاه ایلینوی، اوربانا، تحقیقی را انجام داد که به بررسی تأثیر پارچه های معمولی خانگی در مسدود کردن قطرات می پردازد. یافته ها در ژورنال Extreme Mechanics Letters منتشر شده است.

ذرات آئروسل معمولاً در کمتر از پنج میکرومتر طبقه بندی می شوند و در محدوده صدها نانومتر قرار دارند. با این حال، قطره های بزرگتری تا حدود قطر یک میلی متر، نیز می توانند هنگام صحبت فرد، سرفه یا عطسه، آزاد شوند. این قطرات بزرگتر مشکل ایجاد می کنند زیرا می توانند از طریق منافذ برخی پارچه ها فشرده و به قطرات کوچکتر تبدیل شوند و از طریق هوا منتقل گردند.

محققان میگویند، برای اینکه فرد از ماسک استفاده کند، این وسیله باید راحت و به آسانی قابل تنفس باشد.

ماسکی که از پارچه ای با قابلیت تنفس کم ساخته شده است نه تنها ناراحت کننده است بلکه می تواند منجر به نشتی نیز شود زیرا هوای بازدم را از اطراف خطوط صورت خارج می کند. هدف از ماسک زدن را دور میزند و احساس محافظت کاذب ایجاد می کند.

دکتر سیف میگوید: هدف ما این است که نشان دهیم بسیاری از پارچه های رایج رابطه بین تنفس، کارایی و مسدود کردن قطرات کوچک و بزرگ را به خوبی انجام میدهند.

این تیم با استفاده از ماسک پزشکی به عنوان معیار، قابلیت تنفس و مسدود کردن قطرات را در 11 پارچه خانگی آزمایش کرد. پارچه های انتخاب شده شامل لباس های نو و دست دوم، پارچه های لحافی، ملافه و مواد پارچه ای بود. محققان سپس پارچه ها را از نظر ساخت، محتوای فیبر، وزن، تعداد نخ، تخلخل و میزان جذب آب توصیف کردند.

سیف گفت: آزمایش تنفس این پارچه ها قسمت ساده ای است. ما به راحتی سرعت جریان هوا از طریق پارچه را اندازه گیری کردیم. آزمایش توانایی انسداد قطرات کمی پیچیده تر است.
در آزمایشگاه، محققان نازل تنفسی (استنشاق مصنوعی) را با قطرات آب مقطر پر میکنند که دارای ذرات فلورسنت با قطر 100 نانومتری میباشد و اتفاقاً به اندازه یک ذره ویروس کرونا جدید است. وقتی پر شد، نازل قطرات با تکانه بالا تولید و به بیرون پرتاپ میکند که روی یک ظرف پلاستیکی در جلوی نازل جمع می شود. برای آزمایش پارچه ها، محققان این فرآیند را با مواد مختلفی که روی ظروف قرار داده شده تکرار می کنند.

سیف میگوید: ما با استفاده از میکروسکوپ کانفوکال با وضوح بالا، تعداد نانوذرات فرود آمده روی ظرف را حساب می کنیم. سپس می توانیم از نسبت تعداد جمع شده با پارچه و بدون پارچه برای اندازه گیری بازده مسدود کردن قطرات استفاده کنیم.
این تیم همچنین سرعت و اندازه ذرات خارج شده از دستگاه استنشاق را با استفاده از فیلم پرسرعت اندازه گیری کرده است.

تجزیه و تحلیل فیلم نشان داد که قطره ها حدود 17 متر در ثانیه از دستگاه استنشاق خارج می شوند. محققان میگویند: قطره هایی که در اثر گفتار، سرفه و عطسه آزاد می شوند در بازه 10 تا 40 متر در ثانیه هستند.
از نظر اندازه، فیلم پرسرعت قطره هایی را با قطرهای 0.1 تا 1 میلی متر تشخیص می دهد که با قطرات بزرگتر مانند صحبت کردن، سرفه و عطسه مطابقت دارد.

سیف گفت: ما دریافتیم كه همه پارچه های آزمایش شده به طور قابل توجهی در مسدود كردن ذرات 100 نانومتری حمل شده توسط قطرات با سرعت زیاد شبیه به ذرات مایع كه با گفتار، سرفه و عطسه حتی به صورت یك لایه آزاد می شوند، موثر هستند. وی افزود: با دو یا سه لایه، حتی پارچه های نفوذپذیرتر مانند پارچه تی شرت، به بازدهی جلوگیری از قطرات مانند ماسك طبی می رسند، در حالی كه قابلیت تنفس قابل مقایسه یا بهتری نسبت به ماسک های طبی دارند.

پلتفرم آزمایشی این دانشگاه، روشی برای آزمایش پارچه ها به منظور کارایی محافظت در برابر قطرات کوچک و بزرگ که توسط اعمال تنفسی انسان آزاد می شوند، ارائه می دهد.