Apturiet jaunā vainaga izplatīšanos gaisā! Zinātnieki izstrādā nanofiltru, lai uztvertu gandrīz 100% koronavīrusa aerosolu

Gan Pasaules Veselības organizācija, gan ASV Slimību kontroles centri atzīst, ka aerosoli ir galvenais COVID-19 vīrusa izplatības mehānisms. Aerosoli ir sīkas ūdens vai citu vielu daļiņas, kas var palikt suspendētas gaisā ilgu laiku, un tās ir pietiekami mazas, lai iekļūtu elpošanas sistēmā.

Cilvēki izdala aerosolus, kad viņi elpo, klepo, runā, kliedz vai dzied. Šie aerosoli var saturēt arī vīrusu, ja tie ir inficēti ar COVID-19. Ieelpojot pietiekamu daudzumu koronavīrusa aerosolu, cilvēks var saslimt. Pieprasot cilvēkiem valkāt maskas, uzlabot iekštelpu ventilācijas un gaisa filtrēšanas sistēmas, samazināt personīgo iedarbību un samazināt kopējo aerosolu daudzumu vidē, ir prioritātes COVID-19 aerosolu izplatības ierobežošanai.

Pētījumi par infekcioziem jauniem vīrusiem ir bīstami, un laboratorijās ar visaugstāko bioloģiskās drošības līmeni tie ir salīdzinoši reti. Visos līdzšinējos pētījumos par maskām vai filtrēšanas efektivitāti pandēmijas laikā ir izmantoti citi materiāli, kas, domājams, atdarina SARS-CoV-2 aerosolu izmēru un uzvedību. Jaunais pētījums to uzlabo, pārbaudot aerosolizētus sāls šķīdumus un aerosolus, kas satur koronavīrusu no tās pašas ģimenes kā vīruss, kas izraisa COVID-19, bet inficē tikai peles.

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.

Ražošanas tehnika, kas pazīstama kā elektrovērpšana, ir rentabla, un to var izmantot, lai masveidā ražotu nanošķiedras filtrus individuālajiem aizsardzības līdzekļiem un gaisa filtrēšanas sistēmām. Elektrovērpšana arī atstāj elektrostatisko lādiņu uz nanošķiedrām, kas uzlabo to spēju uztvert aerosolus, un tās augstā porainība atvieglo elpošanu, valkājot elektrovērptu nanošķiedru filtru.

“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.”