Материалы для самодельных медицинских масок
Данные показывают, что некоторые самодельные маски успешно останавливают вирусы. Но если вам придётся делать маску самостоятельно, из какого материала её лучше делать? Во время распространения коронавируса по Китаю многие начали рассказывать об изготовлении масок из салфеток, кухонных полотенец, хлопковой ткани и даже апельсинов!
Профессиональные хирургические маски задерживают около 80% частиц размером 0.007 микрон (это в 14 раз меньше размера коронавируса). Разумеется, на самодельных масках таких параметров не достичь. Но ведь и продаваемые в аптеках тряпочки на резиночках таких параметров не имеют.
Вообще говоря, эти вот простые маски рассчитаны на противодействие бактериальным инфекциям, вроде чумы (Plague) и сибирской язвы (Antrax). Размер бактерии сибирской язвы — чуть более 1 микрона, чумы — 0.75 микрона, и частицы такого размера задерживает сшитая из х-б ткани самодельная маска примерно в 70% случаев. Дешевая маска на резиночках из аптеки эффективнее — она задерживает такие частицы в 78% случаев, но в целом и самодельная маска из простой тряпки работает. Больше того — на таких частицах вполне эффективно обычное банное полотенце, если вы замотаете им низ лица:
Но вирусы — совсем другое дело, их размеры гораздо меньше, чем у бактерий:
Исследователи из Кембриджского университета провели испытания большого количества домашних материалов, из которых можно сделать маску. Для измерения эффективности они бомбардировали бактериями Bacillus atrophaeus (размером от 0,93 до 1,25 мкм) и вирусами Bacteriophage MS (0,023 мкм) различные материалы домашнего обихода.
Они измеряли, какой процент микроорганизмов способен задерживать материал — и сравнивали показатели с хорошей хирургической маской (на картинке изображена дешевая маска на резинках — но в тестах использовалась профессиональная маска 3M, имейте это в виду):
Неудивительно, что лучше всего показала себя хирургическая маска, перехватившая 97% бактерий размером в 1 мкм. Однако практически все материалы сумели отфильтровать не менее 50% частиц. Лучше всего справились бумажные фильтры для пылесоса (95%), кухонные полотенца (83%) (плотная хлопчатобумажная ткань), одежда из тканей с примесью хлопка (74%) и одежда из 100% хлопка (69%).
Однако в испытании использовали бактерий размером в 1 мкм, при том, что размер вируса в 10 раз меньше. Могут ли самодельные маски отфильтровывать частицы меньшего размера? Для ответа на этот вопрос учёные проверили частицы Bacteriophage MS2 размером 0,02 мкм:
Странно, что они не проверяли бумажные полотенца — но в целом понятно, что они покажут эффективность, сходную с бумажными мешками для пылесоса, или даже более высокую (в зависимости от плотности бумаги полотенца и числа слоёв). Впрочем, некоторые другие тесты показывают якобы низкую эффективность бумажных полотенец. Видимо, это зависит от вида полотенец или от ангажированности исследователей.
Если проблема в эффективности фильтрации, будут ли маски работать лучше, если мы сделаем их двухслойными? Учёные испытали вирусные частицы на двухслойных вариантах масок из кухонных полотенец, наволочек и хлопковых футболок. В целом удвоение слоёв помогло немного. Удвоенный слой наволочки уловил на 1% больше частиц, а футболки – на 2% больше. Однако двойное кухонное полотенце улучшило показатели на 14%, в итоге достигнув эффективности хирургической маски. Впрочем, дышать через два слоя такого полотенца трудно.
Один наш врач-гигиенист порекомендовал купить укрывной материал для теплиц, представляющий собой такой же спанбонд, из которого делают медицинские маски, и нарезать масок из него.
Вот такой вот. Кроме нетканого полотна, хорошим фильтрующим действием обладает т.н. иглопробивная ткань, которая в хозяйственном магазине называется дренажной.
Принцип фильтрации в нетканых мембранах и HEPA-фильтрах следующий: несмотря на то, что отверстия в них превышают средний размер частиц, в проходящем воздухе все равно создаются турбулентные потоки. Поэтому частицы так или иначе касаются краев, где срабатывают электростатические силы — у полимерных волокон немного другой заряд — и прилипают к волокнам. Есть и другие силы взаимодействия, которые тоже приводят к оседанию частиц.
