На основе графена сделали более долговечный респиратор

Ученые из Индии создали долговечные и дешевые респираторы на базе графена.

Физики из Индии выяснили, что обычные респираторы класса N95 можно сделать значительно более долговечными и эффективными, если вставить в них слой, содержащий пасту из графена и фторсодержащей органики. Инструкции по производству этих масок были опубликованы в научном журнале Oxford Open Materials Science.

«Эта простая модификация уже существующих технологий производства респираторов делает их более долговечными и позволяет очень просто и дешево очищать их от вирусных частиц и пыли при помощи простых механических воздействий. Мы надеемся, что это сделает респираторы и маски доступными для всех социально-экономических классов», — пишут исследователи.

После изначального скепсиса со стороны ВОЗ в феврале и марте прошлого года маски и респираторы начали широко использоваться для замедления распространения коронавируса во всех странах мира. Их применению изначально мешал острый дефицит, что вынуждало медиков самостоятельно изобретать кустарные методы дезинфекции масок, а обывателей — шить их из подручных материалов.

Группа индийских физиков под руководством Тарангатту Нараянана, доцента Института фундаментальных исследований имени Таты в Хайдерабаде, выяснила, как можно сделать маски более долговечными, изучая, как вирусные частицы взаимодействуют с различными слоями этих защитных приспособлений.

Как правило, маски не пропускают вирусы благодаря тому, что внутри них присутствует особый слой, способный притягивать к себе микроскопические частицы материи посредством электростатических взаимодействий. Со временем он теряет эффективность, что обуславливает ограниченные сроки работы респираторов и масок.

Новый уровень защиты

Тарангатту Нараянан и его коллеги выяснили, что эту проблему можно обойти, если покрыть один из внутренних слоев респиратора пастой, состоящей из графена и фторсодержащих органических соединений. В состоянии покоя эта смесь столь же эффективно притягивает вирусы и мелкую пыль, как и те материалы, которые обычно используются для этих целей при производстве респираторов класса N95.

Эти прилипшие частицы в свою очередь можно легко удалить из данного материала благодаря тому, что его электрические свойства сильно меняются при приложении механических нагрузок. Иными словами, эту ткань достаточно потереть пальцем, чтобы удалить значительную часть частиц вирусов из нее. В дополнение к этому смесь из графена и соединений фтора химически инертна и ее можно легко очищать от микробов и крупных частиц пыли при помощи перекиси водорода.

Руководствуясь подобными соображениями, индийские физики собрали несколько прототипов респираторов на базе данного подхода, варьируя число защитных слоев и их толщину. Как оказалось, для достижения уровня защиты, предоставляемого респираторами класса N95, нужно всего три слоя ткани, а не четыре или пять прослоек, присутствующих в уже производимых защитных системах подобного уровня.

Последующие наблюдения показали, что прототипы респираторов успешно перенесли несколько циклов очистки без видимых ухудшений в качестве их работы, что позволяет использовать их на практике. Как надеются ученые, низкая себестоимость подобных защитных приспособлений, не превышающая доллар США, ускорит их проникновение в медицинскую практику.