Durante la pandemia di coronavirus, molte persone si sono abituate a indossare maschere per proteggere se stesse e gli altri, ma ciò non significa che le maschere siano sempre comode, specialmente durante l'esercizio. Ora, i ricercatori che riportano inACS Nanohanno sviluppato un respiratore dinamico che modula la dimensione dei pori in risposta a condizioni mutevoli, come l'esercizio o i livelli di inquinamento atmosferico, consentendo a chi lo indossa di respirare più facilmente quando non sono richiesti i massimi livelli di filtrazione. Un respiratore dinamico cambia la dimensione dei suoi pori in risposta alle mutevoli condizioni, rendendo più facile la respirazione di chi lo indossa; un tubo trasparente collega la maschera a un dispositivo portatile che comunica con un computer. Credito immagine: adattato da ACS Nano 2021, DOI: 10.1021/acsnano.1c06204 Le maschere per il viso proteggono dalla diffusione del virus che causa il COVID-19, ma sono anche indossate da persone con problemi respiratori per filtrare gli inquinanti nocivi. Tuttavia, in alcune circostanze, non sono necessari alti livelli di filtrazione, ad esempio quando i livelli di inquinamento atmosferico sono bassi o quando qualcuno si allena all'aperto da solo, attività generalmente considerata a basso rischio per la diffusione di COVID-19. Ma le maschere attuali non possono adattarsi alle mutevoli condizioni. Con il tempo, il respiro espirato intrappolato può creare sensazioni di calore, umidità, alitosi e disagio, soprattutto quando viene esalato più respiro durante l'esercizio. Seung Hwan Ko e colleghi volevano realizzare un respiratore in grado di regolare automaticamente le sue caratteristiche di filtrazione in risposta alle mutevoli condizioni. I ricercatori hanno sviluppato un filtro dell'aria dinamico con micropori che si espandono quando il filtro viene allungato, consentendo il passaggio di più aria. Un grande aumento della traspirabilità del filtro, realizzato con nanofibre elettrofilate, è stato ottenuto con solo una perdita di circa il 6% nell'efficienza di filtrazione. Il team ha quindi posizionato una barella attorno al filtro che è stata collegata a un dispositivo leggero e portatile contenente un sensore, una pompa ad aria e un chip del microcontrollore. Il dispositivo comunica in modalità wireless con un computer esterno che esegue un software di intelligenza artificiale (AI) che reagisce al particolato nell'aria, nonché ai cambiamenti nei modelli respiratori di chi lo indossa durante l'esercizio. Due dei filtri sono stati posizionati su ciascun lato di una maschera facciale e testati su volontari umani. La barella ha correttamente generato un aumento minore della dimensione dei pori quando un volontario si esercitava in un'atmosfera inquinata rispetto a quando si esercitava in aria pulita. In particolare, il software AI consente al respiratore di adattarsi alle caratteristiche respiratorie uniche degli individui, che potrebbero essere utilizzate per sviluppare una maschera facciale personalizzata, affermano i ricercatori. Per rendere il sistema più piccolo, più leggero e meno ingombrante, la barella potrebbe eventualmente essere riprogettata per avere un meccanismo senza pompa, aggiungono. Fonte: acs.org

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