Maskenprototyp während der UV-Desinfektion. (Horvath et al., Advanced Functional Materials, 2020) Die Vorteile von Tragen von Gesichtsmasken um die Ausbreitung zu verlangsamen COVID 19 sind mittlerweile gut verstanden, aber Wissenschaftler suchen immer noch nach besseren Materialien für die Verwendung – und ein Filterpapier aus Titanoxid-Nanodrähten ist vielversprechend.
Das neue Material ist so gut darin, Krankheitserreger einzufangen und bei Einwirkung von ultraviolettem Licht zu zerstören, dass es laut den Entwicklern auch in Klimaanlagen und Lüftungssystemen eingesetzt werden könnte.
Während die auf Nanodrähten basierende Maske aussieht, als ob sie aus normalem Filterpapier hergestellt wäre, verleiht sie dem Material zusätzliche antibakterielle und antivirale Eigenschaften, wodurch es Keime deutlich effektiver beseitigt – und es auch wiederverwendbar macht.
„Da unser Filter Feuchtigkeit außergewöhnlich gut aufnimmt, kann er tragende Tröpfchen einfangen.“ Viren und Bakterien“, sagt der Physiker László Forró , vom Labor für Physik komplexer Materie an der EPFL in der Schweiz.
„Dadurch entsteht ein günstiges Umfeld für den Oxidationsprozess, der durch Licht ausgelöst wird.“
Die photokatalytischen Eigenschaften von Titandioxid sind entscheidend: Wenn ultraviolettes Licht auf die Maske trifft, wandeln seine Fasern die in den Nanodrähten enthaltene Feuchtigkeit in Oxidationsmittel (einschließlich Wasserstoffperoxid) um, die dann bei Kontakt Krankheitserreger zerstören können.
In Experimenten am Material zeigte das Team, wie der Filter zerstören kann Escherichia coli Bakterien und zersetzen DNA-Stränge, wodurch gefährliche Mikroorganismen in der Maske selbst praktisch ausgelöscht werden.
Herkömmliche Einweg-Papiermasken – typischerweise aus Schichten von Vliesstoff aus Polypropylen-Mikrofaser-Kunststoff – sind zwar ebenfalls wirksam bei der Eindämmung der Ausbreitung von Atemwegserkrankungen, neigen jedoch dazu, die Krankheitserreger einzufangen und können nicht einfach desinfiziert werden.
„In einem Krankenhaus werden diese Masken in spezielle Behälter gelegt und entsprechend gehandhabt.“ sagt Hot . „Ihre Verwendung in der ganzen Welt – wo sie in offene Mülltonnen geworfen und sogar auf der Straße gelassen werden – kann sie jedoch zu neuen Kontaminationsquellen machen.“
Das neue Material muss noch getestet werden SARS-CoV-2 Insbesondere sind die Forscher jedoch zuversichtlich, dass diese Nanodrahtmasken bei der Bekämpfung des globalen Klimawandels nützlich sein können Pandemie , angesichts der Ergebnisse, mit denen sie gesehen haben E coli und DNA-Stränge.
Zwei der Studienautoren haben ein Startup namens Swoxid gegründet, das die Erfindung in die Welt hinaustragen und das Material als kommerzielles Angebot weiterentwickeln wird. Es gibt viele Hürden, bevor eine neue Erfindung auf den Markt kommen kann, aber das Team scheint ziemlich begeistert von seinen Aussichten zu sein.
„Ab heute wird die von uns vorgeschlagene Technologie, ausschließlich unter Laborbedingungen, eine Filterproduktionskapazität von etwa 100-200 m ermöglichen 2 pro Woche. „Das reicht aus, um monatlich 40.000 bis 80.000 wiederverwendbare Masken herzustellen“, schreiben die Forscher in ihrer Studie .
Ein solches Best-Case-Szenario kann erst nach weiterer Entwicklung und Forschung eintreten, aber der Prototyp des Teams sieht auf jeden Fall interessant aus.
Als unser Verständnis von Maskenwissenschaft Mit der Entwicklung werden Experten immer besser darin, herauszufinden, welche Masken es sind Stoppen Sie virale Tröpfchen Am effektivsten – und da COVID-19 immer noch sehr verbreitet ist, eine Maske, die das aktiv zerstören kann Virus wäre enorm nützlich, wenn wir es bekommen könnten.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Fortschrittliche Funktionsmaterialien .