Le maschere di tutti i giorni e la questione dei materiali

Tutti ne indossano uno, e sono disponibili in tutti i colori e le forme: copri naso e bocca per contenere la pandemia corona. I ricercatori e i produttori si preoccupano di quale materiale sia ideale per questo

Tovaglie, camici chirurgici o calzini da tennis: le maschere di tutti i giorni possono essere realizzate con materiali diversi. Ma sono abbastanza stretti? Alla fine, dovrebbero raccogliere particelle fini dal respiro di chi lo indossa per proteggere altre persone da possibili infezioni con il coronavirus. Allo stesso tempo, devi essere in grado di respirare facilmente attraverso il tessuto.

Il ricercatore Frank Drewnick spiega il problema come segue: "Per dirla in modo ingenuo, nessuna particella passa attraverso la pellicola di plastica, ma nemmeno l'aria. Con un setaccio, è il contrario - quindi devo trovare qualcosa in cui l'area aperta è come più grande possibile, ma i singoli pori sono relativamente piccoli. "

Diversi materiali e le loro prestazioni di filtraggio

Drewnick è a capo di un gruppo di ricerca presso il Max Planck Institute for Chemistry di Mainz che esamina vari materiali in termini di prestazioni del filtro. Nello specifico, si tratta della cosiddetta efficienza di separazione, ovvero di quanto bene le particelle più piccole vengono catturate nelle fibre dei tessuti.

L'esperto ha anche esaminato con molta attenzione quali materiali bloccano bene le particelle delle dimensioni dei coronavirus e quali sono meno efficaci. Lui e il suo team hanno già bloccato dozzine di materiali nei loro dispositivi di prova, inclusi sacchetti per aspirapolvere, rotoli da cucina, maschere autoprodotte con uno o più strati e realizzate con vari tessuti di cotone, ma anche prodotti medici.

Allora cosa è uscito? I materiali effettivamente realizzati per il filtraggio hanno le migliori prestazioni nelle misurazioni, come i non tessuti utilizzati nelle maschere chirurgiche. "Di norma, si tratta di tessuti non tessuti, chiamati anche non tessuti, in cui le fibre sono mescolate insieme e quindi di solito non hanno grandi pori attraverso i quali le particelle possono altrimenti passare", afferma Drewnick.

Respirare bene con una maschera

Quando i pori sono così piccoli, la respirazione diventa un problema? Non necessariamente, dice l'esperto. Secondo lui, molti canali attraversano queste sostanze, ma sono molto piccoli. Ciò significa: l'area totale dei pori aperti è relativamente grande, in modo che l'aria possa passare, ma le particelle piccole vengono separate bene. Anche le fibre nei materiali per maschere chirurgiche e le cosiddette maschere FFP sono caricate staticamente, il che migliora la separazione delle particelle.

Sfondo: i virus Sars-CoV-2 misurano da 60 a 140 nanometri di diametro. Un nanometro è un milionesimo di millimetro. I virus sono davvero minuscoli, ma di regola probabilmente non ronzano nell'aria come singole particelle, ma piuttosto legati in essa
gocce più grandi o nuclei di goccia essiccati. Sebbene questi siano molto più grandi dei virus, sono ancora nella gamma micrometrica e possono quindi difficilmente o per niente ad occhio nudo.

Le fibre di cotone filtrano moderatamente bene

Le diverse combinazioni di fibre di cotone sono finite tutte a centrocampo nella serie di test, come dice Drewnick. "Da ciò dipende, tra le altre cose, da quanto strettamente sono tessuti - perché ciò ha un'influenza sulla dimensione dei fori nei tessuti". Il tester ha concluso che quanto più fitta è la trama del tessuto, tanto maggiore è l'efficienza di separazione.

Ciò è in linea con il punto di vista del Federal Institute for Drugs and Medical Devices (BfArM), che sul suo sito web scrive di coperture per bocca e naso realizzate con tessuti disponibili in commercio: I tessuti a trama ferma sono più adatti dei tessuti a trama leggera. E il tessuto deve essere lavabile almeno a 60 gradi. Perché da queste temperature tutti i virus che possono aderire vengono uccisi in modo affidabile.

Maschera fai-da-te? Quindi è meglio cucire

La ricerca sui materiali utilizzati per le maschere di tutti i giorni è stata effettuata anche negli Stati Uniti. Un team della Florida Atlantic University ha testato in laboratorio quali tipi di maschere sono permeabili e come quando sono esposti a tosse o starnuti. Si trattava solo di maschere quotidiane, come quelle cucite da sole e armeggiate. Maschere speciali per l'uso in campo medico, ad esempio, non erano incluse.

Il risultato è stato che sia il materiale che la costruzione hanno un'influenza notevole sulla maschera in termini di idoneità, secondo i ricercatori che lavorano con Siddhartha Verma nella rivista "Physics of Fluids". Un problema con le maschere fatte in casa è che di solito non sono completamente strette e inoltre non sigillano perfettamente.

Sono stati testati una sciarpa usata come copertura per bocca e naso, una maschera realizzata con un fazzoletto, una maschera di cotone a doppio strato cucita e una maschera a forma di cono disponibile in commercio. Le maschere erano attaccate alla testa di una specie di manichino. Starnuti e tosse sono stati simulati utilizzando una pompa. Inoltre, il vapore è stato immesso nel modello con una macchina del fumo per rendere visibile il flusso di tosse per l'analisi.

Il risultato: la maschera ben aderente e cucita ha trattenuto al meglio le goccioline di starnuti e tosse. Nel test di laboratorio, le particelle volavano di circa 6,6 centimetri (2,5 pollici). La maschera a forma di cono convenzionale era un po 'peggiore. La sciarpa si è comportata peggio. Le particelle qui hanno raggiunto una larghezza di circa 1,1 metri (3 piedi e 7 pollici).