В США разработали маску, которая уничтожает коронавирусы

Как она работает?

Команда исследователей из Массачусетского технологического института создала защитную маску для лица, которая инактивирует вирусы с помощью тепла, сообщает nv.ua.

Авторы показали, что такое устройство может убивать почти все вирусы, которые проходят через него с потоком воздуха.

Исследователи стремятся создать маски, которые используют нагретую медную сетку. Когда человек в маске вдыхает и выдыхает, воздух многократно проходит через сетку, и любые вирусные частицы в воздухе замедляются и инактивируются сеткой и высокими температурами. По словам исследователей, такая маска может быть полезна для медицинских работников, а также для представителей общественности в ситуациях, когда сложно добиться социального дистанцирования, например, в переполненном автобусе.

«Это совершенно новая концепция маски, поскольку она в первую очередь не блокирует вирус. На самом деле он позволяет вирусу проходить через маску, но замедляет и инактивирует его», — говорит Майкл Страно, профессор химической инженерии в Массачусетском технологическом институте.

Страно с коллегами начали изучать концепции новых типов масок для лица в марте, вскоре после того, как Массачусетский технологический институт свернул исследовательские работы на территории кампуса. Они начали с изучения существующих научных отчетов о различных типах масок и не обнаружили масок, предназначенных в первую очередь для уничтожения вирусов путем нагревания.

«Маски, которые мы носим сейчас, предназначены для улавливания частиц вируса. Они действительно обеспечивают защиту, но никто не думает об инактивации вируса и стерилизации воздуха. Это меня удивило», — говорит Страно.

Команда намеревалась разработать маску, которая убивала бы вирусы с помощью тепла. Они решили использовать медную сетку в качестве нагревательного и улавливающего элемента и выполнили математическое моделирование, чтобы определить оптимальный температурный диапазон, который им потребуется для уничтожения коронавирусов, идущих внутрь или наружу от естественного дыхания.

«Подавляющее большинство масок сегодня функционируют путем фильтрации, фильтрации частиц по размеру или электрическому заряду. Эта маска основана на другом механизме и работает преимущественно за счет термической инактивации», — пояснили авторы работы.

Исследователи подсчитали, насколько быстро коронавирусы разлагаются при разных температурах и условиях захвата, и обнаружили, что при температуре около 90 градусов Цельсия можно добиться уменьшения вирусных частиц в тысячу или миллион раз, в зависимости от окончательного размера маски. Они также показали, что эта температура может быть достигнута путем пропускания электрического тока через медную сетку толщиной 0,1 миллиметра.

Текущие прототипы включают 9-вольтовую батарею, которая обеспечивает достаточно энергии для нагрева маски в течение нескольких часов и охлаждает воздух перед тем, как он будет вдыхать.

Медная сетка окружена неопреном — изолирующим материалом, который предотвращает чрезмерное нагревание внешней стороны маски для ношения.

Исследователи смогли повысить эффективность дезактивации вирусов, воспользовавшись дыханием, чтобы создать тип реактора, известный как реактор с обратным потоком. Когда человек в маске вдыхает и выдыхает, поток воздуха постоянно меняет направление, позволяя вирусам в маске проходить через сетку много раз, что повышает вероятность их деактивации. Очищенный воздух выходит из вентиляционных отверстий с обеих сторон маски.

«Достижение температуры для инактивации вирусов при одновременной теплоизоляции лица человека и обеспечении приемлемо прохладного вдыхания воздуха стало интересной проблемой теплопередачи, которую мы решили с помощью неопреновой изоляции и регенеративного обогрева», — признались авторы исследования.

Потенциальное преимущество подогреваемых масок состоит в том, что, поскольку они убивают вирус, их не нужно дезинфицировать или выбрасывать после использования. Кроме того, они могут предложить дополнительную защиту, удалив вирус, а не только его фильтруя.

«Мы показываем, что на лице можно носить что-то не слишком громоздкое, что действительно позволяет дышать стерильным с медицинской точки зрения воздухом», — говорит Страно.

По словам исследователей, маски с подогревом будут дороже, чем тканевые маски или хирургические маски, но они могут быть полезны в ситуациях, когда риск воздействия высок, а стоимость не вызывает беспокойства. Они подали заявку на патент на дизайн своей маски и планируют начать испытания прототипов в Массачусетском технологическом институте. При этом одними из первых эту маску смогут использовать военные — исследование финансировалось, в том числе, Управлением военно-морских исследований.