Моделирование показывает низкую эффективность фильтрации в тканых тканях.
Как и многие другие вирусы, COVID-19 передается главным образом через частицы, переносимые по воздуху. Инфицированный человек выдыхает частицы, содержащие вирус, в воздух, который затем может вдохнуть другой человек, который затем заражается.
Маски широко считаются важной защитой первой линии от передачи болезни воздушно-капельным путем, что подтверждается большим количеством доказательств. Последняя волна пандемии, вызванная вариантом омикрон, побудила чиновников общественного здравоохранения рекомендовать больше защитных покрытий для лица, потому что не все маски одинаковы.
В публикации Physics of Fluids издательства AIP Publishing исследователи из Англии, Германии и Франции сосредоточили свой опыт — и свои микроскопы — на изучении эффективности фильтрации частиц тканым материалом, который, в отличие от материала, используемого в стандартных воздушных фильтрах и масках, состоит из волокна скручены в нити. Таким образом, существуют две шкалы длины: диаметр волокна и пряжи.
Используя 3D-изображения, полученные с помощью конфокальной микроскопии, чтобы увидеть каналы потока воздуха, ученые моделируют поток воздуха через эти каналы и рассчитывают эффективность фильтрации для частиц диаметром от микрометра и больше. Исследование заключает, что для частиц в этом диапазоне размеров эффективность фильтрации низкая.
«Маски — это воздушные фильтры, а из тканых тканей, таких как хлопок, можно сшить хорошие джинсы, рубашки и другую одежду, но они паршивые воздушные фильтры», — сказал соавтор Ричард Сир из Университета Суррея. «Итак, используйте тканую ткань для одежды и N95, FFP2 или KF94 для масок».
Действительно, моделирование потока предполагает, что когда человек дышит через ткань, большая часть воздуха проходит через промежутки между нитями в тканом материале, унося с собой более 90% частиц.
«Другими словами, эти относительно большие зазоры являются причиной того, что ткань — плохой материал для изготовления воздушных фильтров», — сказал Сир. «Напротив, фильтрующий слой маски N95 сделан из гораздо более мелких волокон диаметром 5 микрометров с зазорами в 10 раз меньше, что делает его намного лучше для фильтрации неприятных частиц из воздуха, например, содержащих вирус».
В то время как более ранние исследования показали аналогичные результаты, это исследование представляет собой первое исследование, в котором моделируются частицы, проходящие непосредственно через зазоры в тканом материале.
Sear добавил, что хорошие маски должны обладать «двумя F: хорошей фильтрацией и хорошей посадкой».
«Хирургические маски плохо сидят, поэтому много воздуха проходит нефильтрованным через края маски через щеки и нос», — сказал Сир.