Funcționarea interioară a unei măști - SimplyScience
Protecția gurii și a nasului, cunoscută și sub numele de „mască”, este purtată tot mai des în Germania ca urmare a pandemiei de coronavirus. În transportul public, măștile vor fi obligatorii în toată Elveția începând cu 6 iulie 2020. Din ce sunt făcute diferitele tipuri de măști și în ce se deosebesc?
Protecția gurii și a nasului a fost văzută din ce în ce mai mult în Europa de la pandemia de coronavirus din 2020. Imagine: Nickolay Romensky
Ca urmare a pandemiei COVID-19, măsurile stricte de igienă au căpătat o nouă semnificație - și dintr-o dată puteți vedea în public oameni cu protecție a gurii și nasului în fața feței, pe care până acum îi purtau doar personalul medical. Ceea ce este comun în unele țări asiatice de multă vreme se răspândește și aici: masca de protecție ca mijloc de prevenire a răspândirii virușilor și astfel protejarea populației de infecții.
Când strănutăm și tușim, dar și când vorbim, emitem picături mici pe care virușii și bacteriile le pot transporta cu ele. Aceste picături pot avea dimensiuni de 10–100 micrometri sau chiar ajung în aer ca particule suspendate chiar mai mici (aerosoli). Cu cât particulele sunt mai mici, cu atât plutesc mai mult în aer fără să se scufunde. Imagine: Wikimedia Commons
Există măști și măști
Există diferite tipuri de măști și fiecare categorie are niveluri diferite de eficacitate. Care dintre acestea este utilizat depinde de utilizarea intenționată, dar și de costul și disponibilitatea materialului de protecție. Prin urmare, un cercetător din laboratorul de biotehnologie, un medic în contact direct cu bolnavii sau un bărbat de familie care nu face cumpărături nu va alege același tip de mască de protecție.
Măști chirurgicale, numite și măști de igienă sau protecție pentru gură și nas
Acest tip de mască este văzut în prezent cel mai frecvent, mai ales în alb sau albastru deschis. Măștile chirurgicale sunt destinate protejării mediului purtătorului. Deoarece sunt concepute în așa fel încât să rețină picături mici și aerosoli care apar la strănut, tuse sau chiar respirație și care pot conține agenți patogeni.
Mască de igienă disponibilă în comerț. Imagine: Echipa editorială SimplyScience
Calitatea filtrului acestor măști este determinată și controlată printr-un test în care sunt pulverizate cu un aerosol care conține bacterii, ale căror particule au o dimensiune de aproximativ 3 micrometri. Măștile chirurgicale de tip I rețin mai mult de 95% din particulele de această dimensiune, tipul II și IIR chiar> 98%. Cu toate acestea, de îndată ce o mască este umezită cu aerul pe care îl respirați, ceea ce este cazul după o perioadă de uzură neîntreruptă, își pierde eficacitatea. Prin urmare, se recomandă schimbarea regulată a măștilor de igienă.
Măștile chirurgicale constau din trei straturi. Toate straturile contribuie la efectul protector, dar stratul de filtrare propriu-zis este cel din mijloc. Se compune dintr-o țesătură nețesută din fibre de polipropilenă extrem de fine, așezate la întâmplare. Polipropilena este un polimer ieftin care este hidrofob, deci este dificil să treacă umezeala. Lâna este produsă folosind procesul de topire, o formă de extrudare (a se vedea caseta de evidențiere de mai jos).
Stratul de față al măștii protejează pielea și reține umezeala din aerul pe care îl respirăm. Stratul cel mai exterior (în special cel al măștilor de tip IIR) protejează împotriva picăturilor și stropilor externi. De multe ori măștile chirurgicale nu se potrivesc strâns pe obraji, motiv pentru care o parte din aer curge nefiltrată lângă mască atunci când inspiri.
În partea de jos a imaginii puteți vedea o mărire a celor trei straturi ale măștii chirurgicale. Lâna vopsită în top este cea mai densă, dar găurile aparente din straturile exterioare nu sunt doar spații goale. Efectele electrostatice ajută și la efectul de filtrare. Aceasta înseamnă că particulele care ar putea pătrunde în pori datorită dimensiunii lor aderă, de asemenea, la țesătură și sunt reținute. Imagine: Echipa editorială SimplyScience
Extrudare - o metodă obișnuită în prelucrarea materialelor plastice
Produsele din plastic sunt adesea formate folosind extrudare. În acest scop, polimerul este lichefiat și apoi presat printr-o duză a cărei secțiune transversală are forma dorită. Polimerul păstrează această formă pe măsură ce se vindecă.
Temperatura și tipul materialului plastic influențează vâscozitatea masei în timpul extrudării, adică dacă este mai lichid sau mai dur ca mierea. Pentru lâna din mască, polipropilena din plastic este făcută și mai „lichidă” decât apa. Așadar, îl puteți întinde enorm și, în același timp, aruncați aer cald pentru a obține mii de fibre extrem de fine, cu un diametru de 0,5 până la 10 micrometri. Acestea se încurcă și se depun ca un strat subțire de țesătură pe role. Acest material are un efect de filtru ridicat și încă vă permite să respirați în spatele acestuia.
Respirator FFP3 cu supapă pentru expirație mai ușoară. Protejează purtătorul de agenți patogeni și alte substanțe nocive din aer. Cu toate acestea, dacă persoana care poartă masca este contagioasă, oamenii din jurul său nu sunt protejați, deoarece aerul pe care îl respiră este eliberat prin supapă fără a fi filtrat. Imagine: Wikimedia Commons
Respiratoare FFP
Măștile FFP (în engleză: Face Filtering Piece) sunt de asemenea disponibile în diferite clase de protecție de la FFP1 la FFP3. Spre deosebire de măștile chirurgicale, acestea conțin nu doar unul, ci trei straturi de lână topită. Măștile FFP filtrează particulele solide (cum ar fi praful metalic potențial toxic), precum și lichidele și aerosolii. Prin urmare, ele sunt utilizate și în cercetarea biomedicală pentru a proteja împotriva agenților patogeni care ar putea fi suspendați în aer. În general, acestea sunt utilizate numai de personalul medical care îngrijește pacienții cu boli extrem de contagioase. Aceste măști trebuie îmbrăcate cu atenție pentru a fi strânse și pentru a împiedica respirația, astfel încât să nu poată fi purtate continuu. De aceea există măști FFP cu o supapă pentru a facilita expirația, care la rândul lor nu protejează împrejurimile purtătorului de aerul pe care îl respiră. Măștile FFP sunt folosite o singură dată.
Ce zici de măștile de țesătură auto-cusute?
Empa a contribuit la elaborarea recomandărilor pentru producerea măștilor lavabile din țesătură. Imagine: EMPA
În timpul pandemiei COVID-19, au apărut tot felul de forme de măști de casă, cunoscute și sub numele de „măști comunitare”. Este mai bine să-ți acoperi măcar fața cu ceva, mai degrabă decât deloc? Experții sunt împărțiți. Grupul de lucru COVID-19 al guvernului federal a elaborat recomandări care definesc cel puțin cerințele minime pentru măștile din țesături fabricate industrial (de exemplu, filtrarea a cel puțin 70% a picăturilor și a aerosolilor până la o dimensiune de 1 micrometru, permeabilitate suficientă la aer, adaptabilitate pentru altele Formele și dimensiunile feței, lavabilitate). Astfel de măști de pânză protejează cu greu purtătorul însuși (din aceleași motive ca și în cazul măștilor chirurgicale), dar într-o anumită măsură îl împiedică să răspândească picături potențial contagioase în mediul său.
Măștile nu sunt totul!
Aerosoli artificiali, colorați sunt folosiți pentru a testa efectul de filtrare al măștilor de protecție. Imagine: EMPA