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Filtro de nanofibra captura quase 100% de aerossóis do novo coronavírus
Um filtro feito de nanofios de polímero permitiu a captura de 99,9% dos aerossóis de coronavírus em um experimento. “Nosso trabalho é o primeiro estudo a usar aerossóis de coronavírus para avaliar a eficiência de filtração de máscaras faciais e filtros de ar”, disse a Dra. Yun Shen, professora de Engenharia Química e Ambiental da Universidade da Califórnia em Riverside, nos Estados Unidos. “Estudos anteriores usaram substitutos de solução salina, grânulos de poliestireno e bacteriófagos – um grupo de vírus que infectam bactérias”, destacou a pesquisadora.
O estudo, liderado por engenheiros da Universidade da Califórnia em Riverside e da Universidade The George Washington, comparou a eficácia de máscaras cirúrgicas e de algodão, uma polaina de pescoço e membranas de nanofibra eletrofiadas na remoção de aerossóis de coronavírus para prevenir a transmissão aérea. A máscara de algodão e a polaina do pescoço removeram apenas cerca de 45% a 73% dos aerossóis. A máscara cirúrgica se saiu muito melhor, removendo 98% dos aerossóis do novo coronavírus. Mas o filtro de nanofibra removeu quase todos os aerossóis do novo coronavírus.
A Organização Mundial da Saúde e os Centros de Controle de Doenças dos Estados Unidos reconheceram os aerossóis como um dos principais mecanismos de transmissão do vírus da COVID-19. Aerossóis são minúsculas partículas de água ou outra matéria que podem permanecer suspensas no ar por longos períodos de tempo e são pequenas o suficiente para penetrar no sistema respiratório.
As pessoas liberam aerossóis sempre que respiram, tossem, falam, gritam ou cantam. Se estiverem infectados com COVID-19, esses aerossóis também podem conter o vírus. A inalação de uma quantidade suficiente de aerossóis carregados de coronavírus pode deixar as pessoas doentes. Os esforços para conter a disseminação de aerossóis com o vírus da COVID-19 se concentram em minimizar a exposição individual e reduzir a quantidade geral de aerossóis em um ambiente, pedindo às pessoas que usem máscaras e melhorando a ventilação interna e os sistemas de filtragem de ar.
Estudar um novo vírus contagioso é perigoso e feito em laboratórios com as mais altas classificações de biossegurança, que são relativamente raros. Até o momento, todos os estudos durante a pandemia sobre a eficiência da máscara ou do filtro usaram outros materiais que se pensavam imitar o tamanho e o comportamento dos aerossóis do novo coronavírus. O novo estudo melhorou isso testando uma solução salina em aerossol e um aerossol que continha um coronavírus da mesma família do vírus que causa a COVID-19, mas infecta apenas camundongos.
Os pesquisadores produziram um filtro de nanofibra enviando uma alta tensão elétrica através de uma gota de fluoreto de polivinilideno líquido para girar fios de cerca de 300 nanômetros de diâmetro – cerca de 167 vezes mais finos que um fio de cabelo humano. O processo criou poros com apenas alguns micrômetros de diâmetro nas superfícies da nanofibra, o que os ajudou a capturar 99,9% dos aerossóis de coronavírus.
A técnica de produção, conhecida como eletrofiação, é econômica e pode ser usada para a produção em massa de filtros de nanofibras para equipamentos de proteção individual e sistemas de filtragem de ar. A eletrofiação também deixa as nanofibras com uma carga eletrostática que aumenta sua capacidade de capturar aerossóis e sua alta porosidade torna mais fácil respirar usando filtros de nanofibras eletrostáticas.
“A eletrofiação pode melhorar o design e a fabricação de máscaras faciais e filtros de ar. O desenvolvimento de novas máscaras e filtros de ar por eletrofiação é promissor por causa de seu alto desempenho em filtração, viabilidade econômica e escalabilidade, e pode atender às necessidades locais de máscaras e filtros de ar”, concluiu a Dra. Yun Shen.
Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Environmental Science & Technology Letters.
Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Universidade da Califórnia em Riverside (em inglês).
Fonte: Holly Ober, Universidade da Califórnia em Riverside.
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