Un tipo migliore di maschera facciale: i ricercatori sviluppano maschere anti-virus

Di Rensselaer Polytechnic Institute1 luglio 2022

I ricercatori hanno sviluppato maschere antivirali N95 che possono potenzialmente essere indossate più a lungo, riducendo gli sprechi.

I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute hanno creato un metodo pratico per produrre maschere facciali N95 che sono sia eccellenti barriere contro i germi che killer di germi a contatto. Le maschere antivirali e antibatteriche possono essere indossate per periodi di tempo più lunghi, il che si tradurrebbe in meno rifiuti di plastica poiché le maschere non avrebbero bisogno di essere sostituite così spesso.

Per combattere le malattie respiratorie infettive e l'inquinamento ambientale, Helen Zha, assistente professore di ingegneria chimica e biologica e membro del Centro di biotecnologia e studi interdisciplinari del Rensselaer (CBIS), ha lavorato con Edmund Palermo, professore associato di scienza e ingegneria dei materiali e membro del Centro per materiali, dispositivi e sistemi integrati (cMDIS) a Rensselaer.

"Si è trattato di una sfida sfaccettata di ingegneria dei materiali con un team di collaboratori eccezionale e diversificato", ha affermato Palermo. "Riteniamo che il lavoro sia il primo passo verso dispositivi di protezione individuale autosterilizzanti e di lunga durata, come il respiratore N95. Potrebbe aiutare a ridurre la trasmissione di agenti patogeni presenti nell'aria in generale."

I ricercatori hanno innestato con successo polimeri antimicrobici ad ampio spettro sui filtri di polipropilene utilizzati nelle maschere facciali N95, secondo lo studio recentemente pubblicato su Applied ACS Materials and Interfaces.

Una maschera respiratoria N95 è progettata per fornire un'aderenza molto aderente al viso e un filtraggio altamente efficace delle particelle sospese nell'aria.

"Gli strati di filtrazione attivi nelle maschere N95 sono molto sensibili alle modifiche chimiche", ha affermato Zha. "Può peggiorare le loro prestazioni in termini di filtraggio, quindi essenzialmente non funzionano più come gli N95. Sono fatti di polipropilene, che è difficile da modificare chimicamente. Un'altra sfida è che non vuoi interrompere il filtro molto fine rete di fibre in queste maschere, che potrebbe renderle più difficili da respirare."

Zha e Palermo, insieme ad altri ricercatori del Rensselaer, del Michigan Technological Institute e del Massachusetts Institute of Technology, hanno attaccato in modo covalente polimeri di ammonio quaternario antimicrobici alle superfici delle fibre di tessuti non tessuti di polipropilene utilizzando l'innesto avviato dai raggi ultravioletti (UV). I tessuti sono stati donati da Hills Inc. per gentile concessione dell'alunno Rensselaer Tim Robson.

"Il processo che abbiamo sviluppato utilizza una chimica davvero semplice per creare questo rivestimento polimerico non lisciviabile che può uccidere virus e batteri essenzialmente rompendo il loro strato esterno", ha affermato Zha. "È un metodo molto semplice e potenzialmente scalabile."

Nel processo il team ha utilizzato solo luce UV e acetone, ampiamente disponibili, per semplificarne l’implementazione. Inoltre, il processo può essere applicato a filtri in polipropilene già prodotti, anziché richiedere lo sviluppo di nuovi.

Il team ha notato una diminuzione dell’efficienza di filtrazione quando il processo è stato applicato direttamente allo strato di filtrazione delle maschere N95, ma la soluzione è semplice. L'utente poteva indossare una maschera N95 inalterata insieme a un altro strato di polipropilene con sopra il polimero antimicrobico. In futuro, i produttori potrebbero realizzare una maschera con il polimero antimicrobico incorporato nello strato superiore.

Grazie a una sovvenzione RAPID (National Science Foundation Rapid Response Research), Zha e Palermo hanno iniziato la loro ricerca nel 2020 quando le maschere facciali N95 scarseggiavano.

Healthcare workers were even reusing masks that were intended to be single-use. Fast forward to 2022 and face masks of all types are now widely available. However, COVID-19First identified in 2019 in Wuhan, China, COVID-19, or Coronavirus disease 2019, (which was originally called "2019 novel coronavirus" or 2019-nCoV) is an infectious disease caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). It has spread globally, resulting in the 2019–22 coronavirus pandemic." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"COVID-19 rates are still high, the threat of another pandemic in the future is a distinct possibility, and single-use, disposable masks are piling up in landfills./p>