A maszk belső működése - SimplyScience
A egyszerűen "maszkként" is ismert száj- és orrvédelmet Németországban a koronavírus-járvány következtében egyre gyakrabban viselik. A tömegközlekedésben a maszkok Svájc egész területén kötelezőek lesznek 2020. július 6-tól. Miből állnak a különböző maszkotípusok, és miben különböznek egymástól?
A 2020-as koronavírus-járvány óta a száj- és orrvédelem egyre inkább megfigyelhető Európában. Kép: Nickolay Romensky
A COVID-19 járvány következtében a szigorú higiéniai intézkedések teljesen új értelmet nyertek - és hirtelen a nyilvánosság előtt láthat olyan embereket, akik arcuk előtt száj- és orrvédelemmel rendelkeznek, amelyeket korábban csak az orvosi személyzet viselt. Ami régóta általános néhány ázsiai országban, most itt terjed: a védőálarc, amely megakadályozza a vírusok terjedését, és így megvédi a lakosságot a fertőzéstől.
Amikor tüsszentünk és köhögünk, de amikor beszélünk is, kis cseppeket bocsátunk ki, amelyeket a vírusok és baktériumok magukkal hordozhatnak. Ezek a cseppek 10–100 mikrométer nagyságúak lehetnek, vagy akár kisebb szuszpendált részecskékként (aeroszolokként) is a levegőbe kerülhetnek. Minél kisebbek a részecskék, annál tovább lebegnek a levegőben anélkül, hogy süllyednének. Kép: Wikimedia Commons
Vannak maszkok és maszkok
Különböző típusú maszkok léteznek, és az egyes kategóriák hatékonysága különböző. Az, hogy melyiket használják, függ a tervezett felhasználástól, de a védőanyag költségétől és elérhetőségétől is. A biotechnológiai laboratórium kutatója, a betegekkel közvetlen kapcsolatban álló orvos vagy a családban vásárló családtag ezért nem választja ugyanazt a típusú védőmaszkot.
Sebészeti maszkok, más néven higiéniai maszkok vagy száj- és orrvédelem
Ez a típusú maszk jelenleg a leggyakrabban látható, többnyire fehér vagy világoskék színben. A műtéti maszkok a viselő környezetének védelmét szolgálják. Mivel úgy vannak megtervezve, hogy visszatartják a tüsszögéskor, köhögéskor vagy akár légzéskor fellépő apró cseppeket és aeroszolokat, amelyek kórokozókat tartalmazhatnak.
Kereskedelemben kapható higiéniai maszk. Kép: SimplyScience szerkesztői csapat
Ezeknek a maszkoknak a szűrőminőségét egy vizsgálattal határozzák meg és ellenőrzik, amelynek során aeroszollal permetezik azokat a baktériumokat, amelyek részecskéi körülbelül 3 mikrométer nagyságúak. Az I. típusú műtéti maszkok az ilyen méretű részecskék több mint 95% -át, a II. És IIR típusú részecskék még> 98% -át is visszatartják. Amint azonban egy maszkot megnedvesít a belélegzett levegővel, amely egy megszakítás nélküli kopás után így van, elveszíti hatékonyságát. Ezért ajánlatos rendszeresen cserélni a higiéniai maszkokat.
A műtéti maszkok három rétegből állnak. Minden réteg hozzájárul a védőhatáshoz, de a tényleges szűrőréteg a középső. Rendkívül finom, véletlenszerűen lefektetett polipropilén szálakból készült nemszövött szövetből áll. A polipropilén egy olcsó polimer, amely hidrofób, ezért a nedvességnek nehéz átjutnia. A gyapotot olvadékfúvásos eljárással állítják elő, az extrudálás egyik formájával (lásd az alábbi kiemelő mezőt).
A maszk arcra néző rétege védi a bőrt, és visszatartja a nedvességet a belélegzett levegőtől. A legkülső réteg (különösen a IIR típusú maszkok rétege) véd a külső cseppek és fröccsenések ellen. Gyakran a műtéti maszkok nem illeszkednek szorosan az arcukhoz, ezért a belégzéskor a levegő egy része szűretlenül áramlik a maszk mellett.
A kép alsó részén látható a műtéti maszk három rétegének nagyítása. A középen olvasztott fúvású polár a legsűrűbb, de a külső rétegek látszólagos lyukai nem csak üres terek. Az elektrosztatikus effektusok is segítenek a szűrőhatásban. Ez azt jelenti, hogy azok a részecskék, amelyek méretük miatt behatolhatnak a pórusokba, szintén ragaszkodnak a szövethez, és megmaradnak. Kép: SimplyScience szerkesztői csapat
Extrudálás - elterjedt módszer a műanyagok feldolgozásában
A műanyag termékeket gyakran extrudálással állítják elő. Erre a célra a polimert cseppfolyósítják, majd egy fúvókán keresztül préselik, amelynek keresztmetszete a kívánt alakú. A polimer megkötésekor megtartja ezt az alakot.
A hőmérséklet és a műanyag típusa befolyásolja a tömeg viszkozitását az extrudálás során, vagyis hogy folyékonyabb vagy szívósabb, mint a méz. A maszkban lévő polár számára a műanyag polipropilént még "folyékonyabbá" teszik, mint a víz. Tehát óriási módon megnyújthatja és egyúttal forró levegőt is befújhat, hogy több ezer rendkívül finom, 0,5-10 mikrométer átmérőjű szálat kapjon. Ezek összefonódnak és vékony szövetrétegként rakódnak le a hengerekre. Ennek az anyagnak nagy a szűrő hatása, és még mindig lehetővé teszi, hogy lélegezzen mögötte.
FFP3 légzőkészülék szeleppel a könnyebb kilégzés érdekében. Megvédi viselőjét a kórokozóktól és a levegőben lévő egyéb káros anyagoktól. Ha azonban a maszkot viselő személy fertőző, a körülötte lévő emberek nem védettek, mert a belélegzett levegő szűretlenül szabadul fel a szelepen keresztül. Kép: Wikimedia Commons
FFP légzőkészülékek
Az FFP maszkok (angolul: Face Filtering Piece) különböző védelmi osztályokban is kaphatók, az FFP1-től az FFP3-ig. A műtéti maszkokkal ellentétben nemcsak egy, hanem három réteg olvadt fúvott gyapotot tartalmaznak. Az FFP maszkok szűrik a szilárd részecskéket (például potenciálisan mérgező fémporokat), valamint a folyadékokat és aeroszolokat. Ezért az orvosbiológiai kutatások során a levegőben szuszpendáló kórokozókkal szembeni védekezésre is szolgálnak. Általában csak olyan orvosi személyzet használja őket, akik nagyon fertőző betegségben szenvedő betegeket látnak el. Ezeket a maszkokat gondosan fel kell venni, hogy szorosak legyenek és akadályozzák a légzést, hogy ne lehessen folyamatosan viselni. Ezért vannak a kilégzés megkönnyítésére szolgáló szelepes FFP maszkok, amelyek viszont nem védik a viselő környezetét a belélegzett levegőtől. Az FFP maszkokat csak egyszer használják.
Mi a helyzet a saját varrással ellátott szövetmaszkokkal?
Empa segített ajánlások kidolgozásában a mosható szövetmaszkok gyártására. Kép: EMPA
A COVID-19 járvány során a házi maszkok mindenféle formája megjelent, más néven „közösségi maszkok”. Jobb, ha legalább eltakarja az arcát valamivel, semmint nem? A szakértők megosztottak. A szövetségi kormány COVID-19 munkacsoportja ajánlásokat dolgozott ki, amelyek meghatározzák az iparilag előállított szövetmaszkokra vonatkozó minimumkövetelményeket (pl. 1 mikrométer nagyságú cseppek és aeroszolok legalább 70% -ának szűrése, elegendő légáteresztő képesség, alkalmazkodóképesség különbözőek számára) Arcformák és méretek, moshatóság). Az ilyen kelmemaszkok alig védik meg viselőjüket (ugyanazon okok miatt, mint a műtéti maszkok esetében), de bizonyos mértékben megakadályozzák, hogy potenciálisan fertőző cseppeket terjesszenek környezetükbe.
A maszkok nem minden!
Mesterséges, színes aeroszolokat használnak a védőmaszkok szűrési hatásának tesztelésére. Kép: EMPA