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L'étude examine le rendement des tissus pour les masques faits maison contre l'écart de COVID-19

Les études indiquent que les masques faits maisons aident à combattre l'écart des virus comme COVID-19 une fois combinés avec le lavage des mains fréquent et distancer matériel. Plusieurs de ces études se concentrent sur le transfert des particules minuscules d'aérosol ; cependant, les chercheurs disent que parlant, toussant et éternuant produit de plus grandes gouttelettes qui transportent des particules de virus. Pour cette raison, l'ingénieur mécanicien Taher Saif a dit que la connaissance déterminée peut ne pas être assez pour déterminer l'efficacité de quelques tissus utilisés dans les masques faits maisons.

Saif, un professeur mécanique de scientifique et technique à l'Université de l'Illinois, Urbana-Champagne, a abouti une étude qui a examiné l'efficacité des tissus courants de famille en bloquant des gouttelettes. Les découvertes sont publiées dans les lettres extrêmes de mécanique de tourillon.

Des particules d'aérosol sont type classifiées en tant que moins de 5 micromètres, et se trouvent de l'ordre des centaines de nanomètres. Cependant, de plus grandes gouttelettes - jusqu'à environ 1 mm de diamètre - peuvent également être expulsées quand une personne parle, des toux ou des éternuements. Ces plus grandes gouttelettes posent un problème parce que, avec l'élan suffisant, elles peuvent serrer par les pores de quelques tissus, diviser en plus petites gouttelettes et devenir aéroportées.

Cependant, parce que une personne à la sensation obligée pour s'user un masque, il doit être confortable et respirable, les chercheurs ont dit.

Un masque fabriqué à partir d'un tissu inférieur-breathability est non seulement inconfortable, mais peut également avoir comme conséquence la fuite car l'air expiré est expulsé autour des formes d'une face, vainquant le but du masque et fournissant un sens trompeur de la protection. Notre objectif est de prouver que beaucoup de tissus courants exploitent le compromis entre le breathability et le rendement de bloquer des gouttelettes - grandes et petites. »

Saif, professeur mécanique de scientifique et technique à l'Université de l'Illinois, Urbana-Champagne

L'équipe a vérifié le breathability et capacité de gouttelette-blocage de 11 tissus courants de famille, utilisant un masque médical comme benchmark. Les tissus sélectés se sont échelonnés des vêtements nouveaux et utilisés, des tissus piqués, des draps et du matériau de torchon. Les chercheurs ont alors caractérisé les tissus en termes de leur construction, teneur en fibres, grammage, compte de filetage, porosité et régime d'absorption d'eau.

Le « contrôle du breathability de ces tissus était la partie facile, » Saif a dit. « Nous avons simplement mesuré le régime du flux d'air par le tissu. Le contrôle de la capacité de gouttelette-blocage est un peu plus compliqué. »

Dans le laboratoire, les chercheurs remplissent gicleur d'un inhalateur de l'eau distillée injectée avec les particules fluorescentes de diamètre de nanomètre de la facile-à-découverte 100 - qui s'avère justement être la taille d'une particule nouvelle de coronavirus. Une fois soufflé, l'inhalateur force l'eau par le gicleur et produit des gouttelettes de haut-élan qui se rassemblent sur une assiette en plastique mise devant l'inhalateur. Pour vérifier les tissus, les chercheurs répètent ce procédé avec les matériaux variés mis au-dessus des assiettes de ramassage.

« Nous comptons le nombre de nanoparticles mettant à terre sur l'assiette utilisant un microscope confocal à haute résolution. Nous pouvons alors employer le rapport du numéro rassemblé avec et sans le tissu pour nous donner une mesure de rendement de gouttelette-blocage, » Saif a dit.

L'équipe a également mesuré la vitesse et la taille des particules expulsées de l'inhalateur utilisant le vidéo ultra-rapide.

Leurs analyses ont indiqué que les gouttelettes laissent à l'inhalateur à environ 17 mètres par seconde. Les gouttelettes relâchées en parlant, la toux et l'éternuement ont des vitesses dans la marge de 10 à 40 mètres par seconde, les chercheurs ont dit.

En termes de taille, le vidéo ultra-rapide a trouvé des gouttelettes avec des diamètres dans la gamme de 0,1 à 1 mm, appariant cela des gouttelettes plus grandes relâchées en parlant, la toux et l'éternuement.

« Nous avons constaté que tous les tissus vérifiés sont considérablement efficaces à bloquer les 100 particules de nanomètre transportées par les gouttelettes à haute vitesse assimilées à ceux qui peuvent être relâchées en parlant, la toux et l'éternuement, même pendant qu'un à une seule couche, » Saif a dit. « Avec deux ou trois couches, même les tissus plus perméables, tels que le tissu de tee shirt, réalisez gouttelette-bloquer le rendement qui est assimilé à celui d'un masque médical, tout en mettant à jour toujours le breathability comparable ou meilleur.

« Notre plate-forme expérimentale offre une voie de vérifier des tissus pour leur rendement de blocage contre le de petite taille et maintenant - de plus grandes gouttelettes qui sont relâchées par des événements respiratoires humains. »

Source:
Journal reference:

Aydin, O., et al. (2020) Performance of fabrics for home-made masks against the spread of COVID-19 through droplets: A quantitative mechanistic study. Extreme Mechanics Letters.  doi.org/10.1016/j.eml.2020.100924.