Расширенное использование и дезактивация, вызванные серьезной нехваткой поставок по всему миру во время пандемии COVID-19, могут легко удалить заряды и снизить эффективность фильтрации.
В журнале Physics of Fluids от AIP Publishing исследователи из Индийского института фундаментальных исследований Тата и израильского Технион-ИИТ рассказывают о методе восстановления эффективности фильтрации масок N95 до стандартных уровней – пока маска остается структурно не скомпрометировано.
«Сегодня маски N95 носят медицинские работники в течение длительного времени», – сказал соавтор Шанкар Гош. "Это приводит к очень влажным условиям, а влажность губительна для электростатики."
Во время использования все маски на основе электростатики медленно теряют свою эффективность из-за влажности.
«Гораздо хуже в таком месте, как Мумбаи, во время индийского муссона, где уровень влажности может достигать более 90%», – сказал Гош.
Работа группы основана на том, что в условиях сильных электрических полей проводимость полипропилена высока, что делает возможным введение избыточных зарядов в материал, подключив его к батарее.
Когда источник заряда выключен, приложенное электрическое поле становится равным нулю, а проводимость полипропилена фактически падает до нуля. В результате добавленные носители заряда иммобилизуются, и материал остается заряженным.
Исследователи обнаружили, что они могут бросить N95 в стандартную стиральную машину, чтобы очистить ее, что значительно снижает ее эффективность фильтрации.
Затем они могли перезарядить его, поместив его между двумя электродами под высоким напряжением, чтобы восстановить его эффективность 95%.
«Мы также продемонстрировали концептуальную конструкцию умной маски с батарейным питанием, в которой потерянный заряд периодически восполняется путем подключения маски к зарядной станции – аналогично тому, как вы заряжаете свой смартфон», – сказал Гош.
Группа считает, что ее метод, позволяющий держать маски заряженными, приведет к созданию высокоэффективных интеллектуальных масок.
«Токи измеряются в микроамперах, а потребляемая мощность чрезвычайно низка, порядка милливатта, поэтому вскоре может появиться компактное и практичное решение», – сказал Гош.
Помимо этого, их метод будет полезен для различных приложений фильтрации воздуха, таких как HVAC или промышленные фильтры.