Вътрешната работа на маска - SimplyScience
Защитата на устата и носа, известна още просто като „маска“, се носи все по-често в Германия в резултат на пандемията на коронавируса. В обществения транспорт маските ще бъдат задължителни в Швейцария от 6 юли 2020 г. От какво всъщност са направени различните видове маски и как се различават?
Защитата на устата и носа се наблюдава все повече в Европа от пандемията на коронавируса през 2020 г. Изображение: Николай Роменски
В резултат на пандемията на COVID-19, строгите хигиенни мерки придобиха съвсем ново значение - и изведнъж можете да видите хора на публично място със защита на устата и носа пред лицата им, които преди това носеше само медицински персонал. Това, което отдавна е често срещано в някои азиатски страни, сега се разпространява и тук: защитната маска като средство за предотвратяване на разпространението на вируси и по този начин защита на населението от инфекция.
Когато кихаме и кашляме, но и когато говорим, изпускаме малки капчици, които вирусите и бактериите могат да носят със себе си. Тези капчици могат да бъдат с размер 10–100 микрометра или дори да попаднат във въздуха като дори по-малки суспендирани частици (аерозоли). Колкото по-малки са частиците, толкова по-дълго те се носят във въздуха, без да потъват. Изображение: Wikimedia Commons
Има маски и маски
Има различни видове маски и всяка категория има различни нива на ефективност. Кой ще се използва зависи от предвидената употреба, но също така и от цената и наличността на защитния материал. Следователно изследовател в биотехнологичната лаборатория, лекар в пряк контакт с болен или семеен мъж, който пазарува, няма да избере същия тип защитна маска.
Хирургически маски, наричани още хигиенни маски или защита на устата и носа
Понастоящем този вид маска се вижда най-често, най-вече в бяло или светло синьо. Хирургическите маски са предназначени да защитят околната среда на потребителя. Тъй като те са проектирани по такъв начин, че да задържат малки капчици и аерозоли, които се появяват при кихане, кашлица или дори дишане и които могат да съдържат патогени.
Налична в търговската мрежа хигиенна маска. Изображение: Редакторски екип на SimplyScience
Качеството на филтъра на тези маски се определя и контролира чрез тест, при който те се напръскват с аерозол, съдържащ бактерии, чиито частици са с размер приблизително 3 микрометра. Хирургическите маски тип I задържат повече от 95% от частиците с този размер, тип II и IIR дори> 98%. Въпреки това, веднага след като маската се навлажни с въздуха, който дишате, какъвто е случаят след период на непрекъснато износване, тя става по-малко ефективна. Поради това се препоръчва редовно да сменяте хигиенните маски.
Хирургичните маски се състоят от три слоя. Всички слоеве допринасят за защитния ефект, но действителният филтриращ слой е този в средата. Състои се от нетъкан текстил, изработен от изключително фини, произволно положени полипропиленови влакна. Полипропиленът е евтин полимер, който е хидрофобен, така че влагата трудно преминава. Руното се произвежда с помощта на процес на разтопяване, форма на екструзия (вижте полето за подчертаване по-долу).
Лицевият слой на маската предпазва кожата и задържа влагата от въздуха, който дишаме. Най-външният слой (особено този от маски тип IIR) предпазва от външни капчици и пръски. Често хирургическите маски не прилепват плътно по бузите, поради което част от въздуха тече нефилтрирана до маската, когато вдишвате.
В долната част на картината можете да видите уголемяване на трите слоя на хирургическата маска. Разтопеното руно в средата е най-плътно, но очевидните дупки във външните слоеве не са просто празни пространства. Електростатичните ефекти също помагат с филтърния ефект. В резултат на това частиците, които биха могли да проникнат в порите поради техния размер, също се придържат към тъканта и се задържат. Изображение: Редакторски екип на SimplyScience
Екструдирането - често срещан метод при обработката на пластмаси
Пластмасовите изделия често се формират с помощта на екструзия. За да направите това, полимерът се втечнява и след това се пресова през дюза, чието напречно сечение има желаната форма. Полимерът запазва тази форма, докато се втвърдява.
Температурата и видът на пластмасата влияят на вискозитета на масата по време на екструдирането, т.е. дали тя е по-течна или жилава като мед. За руното в маската пластмасовият полипропилен е направен дори по-„течен“ от водата. Така че можете да го разтегнете изключително много и в същото време да надуете горещ въздух, за да получите хиляди изключително фини влакна с диаметър от 0,5 до 10 микрометра. Те се заплитат и се отлагат като тънък слой плат върху ролки. Този материал има висок филтриращ ефект и все още ви позволява да дишате зад него.
FFP3 респиратор с клапан за по-лесно издишване. Той предпазва потребителя от патогени и други вредни вещества във въздуха. Ако обаче човекът, който носи маската, е заразен, хората около него не са защитени, тъй като въздухът, който дишат, се освобождава нефилтриран през клапана. Изображение: Wikimedia Commons
FFP респиратори
FFP маски (на английски: Face Filtering Piece) също се предлагат в различни класове на защита от FFP1 до FFP3. За разлика от хирургическите маски, те съдържат не само един, но три слоя разтопено руно. FFP маските филтрират твърди частици (като потенциално токсичен метален прах), както и течности и аерозоли. Поради това те се използват и при биомедицински изследвания за защита срещу патогени, които могат да бъдат суспендирани във въздуха. По принцип те се използват само от медицински персонал, който се грижи за пациенти със силно заразни заболявания. Тези маски трябва да се носят внимателно, за да бъдат стегнати и да затрудняват дишането, така че да не могат да се носят непрекъснато. Ето защо има FFP маски с клапан за улесняване на издишването, които от своя страна не предпазват околността на потребителя от въздуха, който дишат. FFP маските се използват само веднъж.
Ами самозашити маски от плат?
Empa помогна за разработването на препоръки за производството на маски, които се перат. Изображение: EMPA
По време на пандемията на COVID-19 се появяват всякакви форми на домашни маски, известни още като „маски на общността“. По-добре ли е поне да покриете лицето си с нещо, а не изобщо? Експертите са разделени. Работната група COVID-19 на федералното правителство разработи препоръки, които определят поне минимални изисквания за промишлено произведени маски от плат (напр. Филтриране на най-малко 70% капчици и аерозоли до размер до 1 микрометър, достатъчна пропускливост на въздуха, адаптивност за различни Форми и размери на лицето, измиваемост). Такива маски от плат едва ли защитават самия потребител (по същите причини, както при хирургическите маски), но до известна степен му пречат да разпространява потенциално заразни капчици в заобикалящата го среда.
Маските не са всичко!
За тестване на филтриращия ефект на защитните маски се използват изкуствени, цветни аерозоли. Изображение: EMPA