I ricercatori di Hong Kong sviluppano il sé

27 febbraio 2023 di Sean Whooley

Il filtro dell'aria autocaricante (SAF) sviluppato dal dottor Yang Zhengbao e dal suo team presso CityU. [Foto per gentile concessione del gruppo del dottor Yang Zhengbao presso l'Università della città di Hong Kong]

I ricercatori affermano che la maschera può caricarsi, ricostituendo continuamente la sua carica elettrostatica mentre l’utente la indossa e respira attraverso la maschera. Ciò aumenta la prestazione filtrante nell'uso prolungato della maschera fino a quattro ore.

L’adsorbimento elettrostatico è un importante complemento alla filtrazione meccanica nell’uso delle maschere facciali. Questa carica elettrostatica dei filtri generalmente decade nel tempo, soprattutto in condizioni umide.

Non solo la maschera dura più a lungo dell’uso convenzionale di quattro ore di una maschera chirurgica, ma apporta anche benefici all’ambiente, ha affermato CityU.

"Sebbene molti rapporti lavorino sul ripristino della carica per un'efficacia di adsorbimento elettrostatico di lunga durata, generalmente è necessaria una fonte di energia aggiuntiva, il che è ingombrante e scomoda", ha affermato il dottor Yang Zhengbao, che ha guidato la ricerca. "Abbiamo sviluppato un filtro dell'aria efficiente, durevole ed economico in grado di ripristinare continuamente la carica elettrostatica in modo autocaricante."

Yang è professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali della CityU. Lui e il team hanno introdotto un filtro dell'aria autocaricante (SAF) per sfruttare l'effetto triboelettrico e ottenere una rimozione efficiente e prolungata delle particelle sospese nell'aria.

La maschera racchiude il mezzo filtrante in nanofibra di polivinilidene fluoruro (PVDF) elettrofilato tra due strati di tessuto di nylon triboelettrico. Con ciò il SAF genera continuamente cariche elettrostatiche eccitate dalla respirazione. I ricercatori affermano che ha mantenuto un'efficienza elevata pari al 95,8% dopo 60 ore di test. Il test prevedeva 30 ore di utilizzo.

"Mentre lo strato intermedio si muove avanti e indietro tra gli strati laterali con la respirazione, si verifica un trasferimento di carica tra PVDF e nylon a causa della loro grande differenza di affinità elettronica, con il risultato che lo strato di PVDF viene caricato negativamente e gli strati di nylon caricati positivamente", ha affermato Yang. "Questo processo di autocaricamento consente il rifornimento continuo delle cariche elettrostatiche e un adsorbimento elettrostatico prolungato."

I ricercatori hanno anche sottolineato il rapporto costo-efficacia. I costi delle materie prime per SAF per realizzare una maschera ammontano a circa 6 ¢ (0,47 HK $). Hanno detto che è più economico produrre maschere chirurgiche, N95, KF94 e KN95.

Secondo CityU, la strategia potrebbe aprire una nuova strada per le tecniche di filtraggio dell’aria ad alta efficienza e di lunga durata.

"Si suggerisce di cambiare le maschere chirurgiche ogni quattro ore in un ambiente ad alto rischio, ma il vasto numero di maschere scartate comporta gravi sfide ambientali", ha affermato Yang. "Ci aspettiamo che questa strategia di auto-ricarica prolunghi in modo significativo la durata delle mascherine facciali, migliori l'efficacia della protezione contro il coronavirus e riduca il carico ambientale causato dalle mascherine scartate".