Una nuova direzione per lo sviluppo della protezione dalle epidemie: le nanomaschere

La nuova polmonite da coronavirus del 2019, apparsa per la prima volta a Wuhan e ha devastato l’intero paese, ha causato il panico nella società e ha avuto un forte impatto sull’economia nazionale. È stata un’altra malattia infettiva respiratoria diffusasi a livello nazionale dopo la SARS nel 2003.

È stato scoperto che il nuovo coronavirus del 2019 è il settimo coronavirus conosciuto, con un diametro di circa 80-120 nanometri, che può infettare vertebrati come esseri umani, topi, maiali, gatti, cani, lupi, polli, bovini e uccelli. La principale via di trasmissione è attraverso le goccioline provenienti da tosse o starnuti. Data questa modalità di trasmissione, la via di infezione nella maggior parte dei casi prevede il contatto diretto con il vettore virale. Al momento non esiste una cura specifica per il virus. Evitare di recarsi in luoghi pubblici affollati, evitare il contatto con pazienti infetti e lavarsi frequentemente le mani sono attualmente i principali metodi di prevenzione.

Indossare una maschera è un mezzo importante per isolare la diffusione del virus, proteggere i gruppi sensibili e ottenere un’efficace protezione individuale. Attualmente, le maschere possono isolare batteri e particelle PM2,5 principalmente in due modi: (1) Adsorbimento elettrostatico, che appartiene a un metodo di isolamento attivo, ovvero la forza elettrostatica tra le fibre nello strato intermedio della maschera viene utilizzata per assorbono batteri e minuscole particelle (2) Isolamento fisico, che appartiene a un metodo di isolamento passivo, ovvero l'uso della struttura a piccoli pori della maschera stessa per bloccare l'invasione di batteri e virus. Tra questi, il metodo di isolamento fisico utilizza principalmente l'effetto gravità, l'effetto intercettazione, l'effetto diffusione e l'effetto inerzia di batteri e particelle fini.

I requisiti di progettazione delle maschere chirurgiche mediche generali sono che possano bloccare le particelle di aerosol batterico con un diametro superiore a 3 micron. Lo strato centrale della maschera ha un grande diametro dei pori, che non può raggiungere perfettamente l'isolamento fisico di piccole particelle di batteri e virus. Il metodo è principalmente l'adsorbimento elettrostatico. Tuttavia, con l'aumentare del tempo di indossamento (ad esempio da 1 a 2 ore), a causa della respirazione di chi la indossa e di altre attività umane, la maschera diventa umida, la sua capacità di adsorbimento elettrostatico si indebolisce e l'effetto di isolamento si deteriora gradualmente. Date le dimensioni ridotte del virus, le normali mascherine medico-chirurgiche non possono garantire una protezione isolante efficace e a lungo termine.

Nanomaschere sono diventate una maschera protettiva medica ad alta efficienza grazie alle loro efficienti prestazioni di filtrazione. Simili alle normali maschere mediche, le nano maschere antibatteriche includono anche uno strato esterno, uno strato intermedio, uno strato interno, elastici per le orecchie, clip per il naso e altre parti. La particolarità delle nanomaschere è che lo strato intermedio è composto da nanomembrane con dimensioni dei pori più piccole (100-200 nanometri), generalmente materiali PTFE. Il film di PTFE preparato con il metodo di stiramento unidirezionale o biassiale ha una struttura microporosa simile a una ragnatela sulla superficie e presenta cambiamenti molto complessi nella struttura tridimensionale, come connessione di rete, intarsio di fori e piegatura dei pori, quindi ha eccellente filtrazione superficiale. Caratteristiche. Le nano maschere prodotte utilizzando questo materiale hanno le caratteristiche di elevata efficienza barriera, lunga durata, leggerezza e traspirabilità e rappresentano una nuova direzione per lo sviluppo delle maschere in futuro. Tuttavia, al momento, tali maschere sono relativamente costose e non possono sostituire completamente le maschere tradizionali. (Guo Xiaogang, membro della China Composites Society)