Sowohl die Weltgesundheitsorganisation als auch die US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention (CDC) erkennen an, dass Aerosole der Hauptverbreitungsmechanismus des COVID-19-Virus sind. Aerosole sind winzige Partikel aus Wasser oder anderen Substanzen, die lange Zeit in der Luft schweben können und klein genug sind, um in die Atemwege einzudringen.
Menschen setzen Aerosole frei, wenn sie atmen, husten, sprechen, schreien oder singen. Diese Aerosole können bei einer COVID-19-Infektion auch das Virus enthalten. Das Einatmen ausreichender Mengen von Coronavirus-Aerosolen kann zu Erkrankungen führen. Um die Verbreitung von COVID-19-Aerosolen einzudämmen, sind Maskenpflicht, verbesserte Belüftungs- und Luftfiltersysteme in Innenräumen, die Verringerung der persönlichen Belastung und die Reduzierung der Aerosolmenge in der Umgebung vorrangige Maßnahmen.
Die Forschung an neuen infektiösen Viren ist gefährlich und wird in Laboren mit höchsten Biosicherheitsstandards relativ selten durchgeführt. Alle bisherigen Studien zu Masken oder zur Filtereffizienz während der Pandemie verwendeten andere Materialien, die Größe und Verhalten von SARS-CoV-2-Aerosolen nachahmen sollen. Die neue Studie geht hier einen Schritt weiter und testet aerosolisierte Salzlösungen und Aerosole, die ein Coronavirus aus derselben Familie wie das COVID-19-Virus enthalten, das aber nur Mäuse infiziert.
Yun Shen and George Washington University colleague Danmeng Shuai created a nanofiber filter that delivers a high voltage through a drop of polyvinylidene fluoride liquid to a spinning thread about 300 nanometers in diameter—about 167 times thinner than a human hair . This process created pores just a few micrometers in diameter on the nanofibers’ surface, helping them capture 99.9 percent of coronavirus aerosols.
Das als Elektrospinnen bekannte Produktionsverfahren ist kostengünstig und eignet sich für die Massenproduktion von Nanofaserfiltern für persönliche Schutzausrüstung und Luftfiltersysteme. Das Elektrospinnen lädt die Nanofasern elektrostatisch auf, was ihre Fähigkeit zur Aerosolabscheidung verbessert. Die hohe Porosität der Fasern erleichtert zudem das Atmen mit einem elektrogesponnenen Nanofaserfilter.
“Electrospinning technology can facilitate the design and manufacture of masks and air filters,” said Prof. Yun Shen. “Using electrospinning technology to develop new types of masks and air filters has good filtration performance, economic feasibility and scalability. Being able to meet the demand for masks and air filters in the field is very promising.”
Beitragszeit: 01.11.2022
