Penetration und Zerstäubung von Hustentröpfchen durch einlagige selbstgemachte Maskenstoffe. Bildnachweis: Bal Krishan
Dreilagige Stoffmasken aus Baumwollhandtuch haben sich als am effizientesten zum Blockieren von Aerosolviren erwiesen.
Da die Ausbreitung des Virus verursacht COVID-19 fährt fort, empfahlen Experten das Tragen hausgemachter Gesichtsmasken, wenn keine chirurgischen oder N95-Masken verfügbar sind, um die Ausbreitung der Pandemie zu verhindern. Während solche Behelfsmasken in Ländern mit geringer Einwohnerzahl wirtschaftlicher und zugänglicher sind, wurde die Wirksamkeit von Stoffmasken nicht eingehend untersucht.
In Physik der Flüssigkeiten, von AIP Publishing, untersuchten Forscher des Indian Institute of Science das Schicksal von großen Ersatzhustentröpfchen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten, die von leicht bis schwer reichen, während sie verschiedene lokal beschaffte Stoffe als Masken verwendeten.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Baumwollstoffe auf Handtuchbasis unter den betrachteten Stoffen am effektivsten waren und für die Herstellung von hausgemachten Gesichtsmasken in mehreren Schichten zusammengenäht werden müssen“, sagte der Autor Saptarshi Basu. „Eine drei- oder mehrschichtige hausgemachte Maske wird empfohlen, da sie die Aerosolisierung erheblich unterdrücken kann.“
Die Forscher analysierten die Wirkung des Waschens auf die Wirksamkeit der Maske und die Ergebnisse zeigten einen vernachlässigbaren Einfluss des Waschens auf die Wirksamkeit der Maske für bis zu 70 Waschzyklen.
Unter Verwendung eines piezoelektrischen Tröpfchenspenders schufen die Forscher Ersatz-Hustentröpfchen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf eine einzelne Schicht verschiedener Stoffproben aufprallten. Die in der Forschung verwendeten Stoffe umfassten einzelne Schichten von Sommerstola, Taschentüchern, Baumwollhandtüchern und OP-Masken.
Die spezifischen Baumwollstoffmaterialien wurden basierend auf ihrem täglichen Gebrauch und der Neigung der Menschen, ihr Gesicht mit diesen Stoffmaterialien zu bedecken, ausgewählt. Die Forscher verwendeten Hochgeschwindigkeitsbildgebung, um die Schwelle für das Eindringen und die Menge des Eindringens von Tröpfchen bei verschiedenen Geschwindigkeiten zu quantifizieren.
Die Forscher untersuchten, wie Stoffeigenschaften wie Porengröße und Porosität das Eindringen von Tröpfchen durch die Maske beeinflussen.
Die Ergebnisse sind für viele Gruppen relevant, einschließlich politischer Entscheidungsträger, die untersuchen, wie der Aerosolbildung durch sekundäre Zerstäubung von Hustentröpfchen beim Eindringen in den Maskenstoff entgegengewirkt werden kann. Für Maskenhersteller und die allgemeine Bevölkerung ist es hilfreich zu wissen, dass N95- und chirurgische Masken am effektivsten sind, aber wenn diese nicht verfügbar sind, eignen sich bestimmte Baumwollmaterialien oder hausgemachte Stoffe für effektive provisorische Gesichtsmasken.
Die Ergebnisse könnten auch in Anwendungen von der Landwirtschaft bis hin zu medizinischen Praxen anwendbar sein, wo die Platzierung eines Drahtgeflechts oder vielleicht eines technischen Zellulosegewebes mit variabler Porosität den Impuls des aus einer Düse einfallenden Sprühnebels verringern und dadurch eine optimale Verteilung von Nährstoffen oder Pestiziden auf die Pflanzen gewährleisten kann oder besser Desinfektion im Krankenhaus.
Referenz: „Wirksamkeit hausgemachter Gesichtsmasken gegen Husten beim Menschen: Einblicke in die Penetration, Zerstäubung und Aerosolisierung von Hustentröpfchen“ von Bal Krishan, Dipendra Gupta, Gautham Vadlamudi, Shubham Sharma, Dipshikha Chakravortty und Saptarshi Basu, 14. September 2021, Physik der Flüssigkeiten.
DOI: 10.1063 / 5.0061007
