Khẩu trang vải được thiết kế để ngăn hạt khí dung chứa virus nCoV

Khí dung hay sol khí (aerosol) là những giọt bụi nước li ti hòa vào không khí. Một nghiên cứu công bố hồi đầu tháng 2/2020 đã cảnh báo, con người có thể nhiễm nCoV nếu hít phải các hạt khí dung có chứa virus. Trước diễn biến phức tạp của dịch bệnh, Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (OCD) của Mỹ và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã khuyến cáo người dân đeo khẩu trang khi ra đường.

Để đáp ứng yêu cầu về chất lượng khẩu trang, các chuyên gia từ Đại học Đại học Chicago của Mỹ đã tiến hành nhiều thử nghiệm, nhằm tìm ra chất liệu có khả năng lọc các hạt khí dung tốt nhất.

Sơ đồ thiết lập thí nghiệm. Một bình xịt NaCl polydisperse được đưa vào buồng trộn, nơi nó được trộn và đưa qua vật liệu đang được thử nghiệm (thử nghiệm mẫu vải làm khẩu trang). Mẫu thử được giữ đúng vị trí bằng kẹp để được ghi nhận tốt hơn. Bình xịt được lấy mẫu trước (ngược dòng, C_u ) và sau (xuôi dòng, C_d ) khi đi qua mẫu thử. Chênh lệch áp suất được đo bằng áp kế, và tốc độ dòng khí dung được đo bằng máy đo vận tốc. Các nhà khoa học sử dụng hai lỗ tròn có đường kính 0,635 cm để mô phỏng ảnh hưởng của các khoảng trống đến hiệu quả lọc. Các sol khí và nồng độ hạt được lấy mẫu được phân tích bằng máy phân tích hạt (OPS và Nanoscan). Kết quả được sử dụng để xác định hiệu quả của bộ lọc.

Trong một nghiên cứu, các nhà khoa học sử dụng buồng trộn khí dung để tạo ra các hạt có kích cỡ từ 10 nanomet đến 6 micromet, sau đó dùng một chiếc quạt để thổi bay chúng qua nhiều mẫu vải khác nhau.

"Chúng tôi cố gắng giữ cho tốc độ luồng khí tương tự như tốc độ hô hấp khi chúng ta hít vào, và diện tích các miếng vải được mô phỏng gần bằng diện tích một chiếc khẩu trang", kỹ sư phân tử Supratik Guha từ Đại học Chicago, đồng tác giả nghiên cứu cho biết.

Kết quả thí nghiệm khi kết hợp các chất liệu vải khác nhau

Một máy đếm hạt đã được sử dụng để xác định số hạt khí dung xuyên qua các lớp vải. Kết quả cho thấy, khi kết hợp một lớp cotton với hai lớp vải poly-spandex chiffon (loại vải thường được sử dụng trong trang phục dạ hội), khẩu trang có thể lọc 80 - 99% các hạt khí dung tùy thuộc vào kích thước của chúng. Sự kết hợp giữa vải cotton với lụa tự nhiên hoặc vải flanen cũng cho kết quả tương tự.

Vải cotton và chiffon được sử dụng kết hợp để ngăn chặn các hạt khí dung. Ảnh: UPI

"Theo số liệu thì hiệu quả của chúng sánh ngang với khẩu trang N95. Tuy nhiên, các loại vải này vẫn cần được thử nghiệm thêm ở môi trường khí ẩm", Guha trả lời UPI trong thư điện tử. "Sợi cotton có tính năng lọc vật lý tốt, trong khi chiffon có khả năng lọc tĩnh điện (cơ chế loại bỏ các hạt bám bằng lực hút tĩnh điện)".

Chi tiết nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí ACS Nano ngày 24/4. Trong giai đoạn tiếp theo, các nhà khoa học muốn xác định hiệu quả lọc khí dung của vải dệt khi bị ảnh hưởng bởi độ ẩm hoặc sau khi giặt, đồng thời xem xét đến các thiết kế và chất liệu khác có thể đạt hiệu quả tối ưu hơn hay không.

Theo pubs.acs.org