Настольное зарядное устройство с достаточным напряжением для пополнения электрического заряда N95 и хирургических масок.

26 апреля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Токийского университета

Придите домой, снимите маску и выбросьте ее в мусорное ведро. Однако этот ежедневный ритуал вскоре может измениться благодаря ученым из Института промышленных наук Токийского университета.

Исследователи разработали компактную систему, которая может восстановить респираторы N95 и хирургические маски, подвергшиеся воздействию влаги, с эффективностью 97%. Благодаря использованию специальной схемы и проводящей пластины большое и равномерное распределение напряжения заряжает маску примерно за одну минуту. Эта машина может помочь удовлетворить потребность в высокоэффективных масках, одновременно сокращая количество пластиковых медицинских отходов.

Во время недавней пандемии COVID-19 хирургические маски и респираторы N95 пользовались большим спросом, поскольку это были одни из лучших доступных инструментов для снижения риска заражения или передачи вируса SARS-CoV-2. Примечательно, что размер пор этих масок, около 10 микрон, намного больше, чем размер капель аэрозоля, несущих вирус, который составляет около одного микрона. Однако причина, по которой маски по-прежнему так хорошо улавливают капли, заключается в том, что полипропиленовая сетка внутри них несет статический электрический заряд, который может притягивать капли за счет электростатической силы.

Однако со временем или по мере намокания маски этот эффект значительно снижается, что снижает эффективность. «Влажность, включая воздействие выдыхаемого воздуха или мытье в воде, снижает заряд маски и снижает эффективность ее фильтрации», — говорит ведущий автор Тайсуке Икава. В результате большинство использованных масок было выброшено вместо того, чтобы стерилизовать и использовать повторно.

Устройство, созданное исследовательской группой, основано на электрической схеме, называемой умножителем напряжения Кокрофта-Уолтона. Это позволяет получать в компактном устройстве электрические потенциалы до 40 000 вольт. Исследователи использовали проводящую алюминиевую пластину в качестве электрода, чтобы обеспечить однородное распределение напряжения, и покрыли ее изолирующей пластиковой пластиной из ПЭТ для подавления искр.

Эффективность масок проверялась после стирки в воде; эффективность была значительно восстановлена ​​после кратковременного воздействия электрического поля, генерируемого устройством. «Наша работа увеличивает вероятность того, что маски можно будет стерилизовать и перезаряжать снова и снова, что значительно увеличивает предложение», — говорит старший автор Каори Сугихара. Будущие исследования могут увеличить размер устройства, чтобы увеличить пропускную способность.

Больше информации: Тайсуке Икава и др., Разработка настольного зарядного устройства для маски, Heliyon (2023). DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e15359