Les chercheurs redessinent le masque facial pour améliorer le confort et la protection – Technoguide

Imaginez un masque facial réutilisable qui protège les porteurs et ceux qui les entourent du SRAS-CoV-2, est suffisamment confortable pour être porté toute la journée et reste en place sans ajustement fréquent. Sur la base de décennies d’expérience dans la filtration et les matériaux textiles, les chercheurs du Georgia Institute of Technology ont conçu un nouveau masque destiné à faire exactement cela – et fournissent les plans pour que les particuliers et les fabricants puissent le fabriquer.

Le masque modulaire Georgia Tech combine un matériau de filtration barrière avec un tissu extensible pour le maintenir en place. Les prototypes conçus pour les tests utilisent des agrafes à crochets et des œillets à l’arrière de la tête pour maintenir les masques et comprennent une poche pour un filtre en option pour augmenter la protection. Après 20 lavages, les prototypes n’ont pas rétréci ou perdu leur forme.

“Si nous voulons rouvrir l’économie et demander aux gens de retourner au travail, nous avons besoin d’un masque à la fois confortable et efficace”, a déclaré Sundaresan Jayaraman, professeur Kolon à la faculté de science et d’ingénierie des matériaux de Georgia Tech. «Nous avons adopté une approche fondée sur la science pour concevoir un meilleur masque, et nous sommes très passionnés par le faire sortir afin que les gens puissent l’utiliser pour se protéger et protéger les autres contre les dommages.

Le défaut fondamental des masques en tissu réutilisables existants est qu’ils – contrairement aux respirateurs N95, qui sont adaptés aux utilisateurs individuels – fuient de l’air sur les bords, contournant leur mécanisme de filtration. Cela permet potentiellement aux particules virales, à la fois de grosses gouttelettes et d’aérosols plus petits, de pénétrer dans l’air respiré par les utilisateurs, et permet aux particules de personnes infectées de sortir du masque.

Le problème de fuite se manifeste dans les plaintes concernant la buée des lunettes alors que l’haleine expirée s’écoule autour du nez, ce qui rend les gens moins susceptibles de les porter. Le problème d’ajustement peut également être vu dans les ajustements constants effectués par les utilisateurs, qui pourraient potentiellement se contaminer lorsqu’ils touchent les masques après avoir touché d’autres surfaces.

Pour relever le défi des fuites, Jayaraman et le chercheur principal Sungmee Park ont ​​créé un masque en deux parties qui se fixe derrière la tête comme de nombreux respirateurs N95. La partie avant – le composant barrière – contient le matériau de filtration et est profilée pour s’ajuster étroitement tout en laissant un espace devant le nez et la bouche pour éviter les restrictions respiratoires et permettre une parole sans restriction. Fabriqué à partir du type de matériau anti-humidité utilisé dans les vêtements de sport, il comprend une poche dans laquelle un filtre peut être inséré pour augmenter l’efficacité de la filtration et ainsi augmenter la protection. Le filtre en tissu lavable est composé d’un mélange de spandex et de polyester.

La deuxième partie du masque est fabriquée à partir d’un matériau extensible. La partie extensible, qui a des trous pour les oreilles pour aider à positionner le masque, maintient la partie avant en place et se fixe avec des crochets et des œillets classiques, un mécanisme utilisé dans les vêtements depuis des siècles.

“Nous voulons que les gens puissent obtenir le masque au bon endroit à chaque fois”, a déclaré Jayaraman. “Si vous ne le positionnez pas correctement et facilement, vous allez devoir continuer à jouer avec. Nous voyons cela tout le temps à la télévision avec des gens ajustant leurs masques et les laissant tomber sous leur nez.”

Au-delà du contrôle des fuites d’air, la conception d’un meilleur masque implique un compromis entre l’efficacité de la filtration et la qualité de la respiration des utilisateurs. Si un masque rend la respiration trop difficile, les utilisateurs ne l’utiliseront tout simplement pas, ce qui réduira le respect des exigences de masquage.

De nombreux modèles de masques existants tentent d’augmenter l’efficacité de la filtration en augmentant le nombre de couches, mais cela peut ne pas être aussi utile que cela puisse paraître, a déclaré Park. «Nous avons testé 16 couches de tissu pour mouchoirs et, à mesure que nous augmentions les couches, nous avons mesuré une résistance respiratoire accrue», a-t-elle déclaré. “Alors que la résistance respiratoire a augmenté, la filtration ne s’est pas améliorée autant que nous l’aurions espéré.”

«Une bonne efficacité de filtration ne suffit pas à elle seule», a déclaré Jayaraman. “La combinaison d’ajustement, d’efficacité de filtration et de rester au bon endroit fait un bon masque.”

La partie extensible du masque est faite de tissu tricoté – un mélange Spandex / Lyocell – pour permettre un étirement autour de la tête et sous le menton. Les chercheurs ont utilisé une bande élastique tissée cousue avec des plis pour couvrir le haut du nez.

Les chercheurs ont fabriqué leurs prototypes de masques à partir de matériaux synthétiques au lieu de coton. Bien que le coton soit un matériau naturel, il absorbe l’humidité et la retient sur le visage, réduisant la respirabilité et créant potentiellement une «boîte de Pétri» pour la croissance des microbes.

«Les masques sont devenus un accessoire essentiel de notre garde-robe et ajoutent une dimension sociale à ce que nous ressentons de les porter», a déclaré Park. Ainsi, les matériaux choisis pour le masque sont disponibles dans une variété de couleurs et de motifs. «L’intégration de la forme et de la fonction est essentielle pour avoir un masque qui protège les individus tout en leur donnant une belle apparence et en se sentant moins gênés», déclare Jayaraman.

Le travail de Jayaraman et Park n’a pas commencé avec la pandémie de Covid-19. Il y a 10 ans, ils ont reçu un financement des Centers for Disease Control and Prevention pour étudier les masques faciaux pendant l’épidémie de grippe aviaire. Depuis lors, Jayaraman a fait partie de plusieurs initiatives de l’Académie nationale de médecine pour développer des recommandations pour une protection respiratoire améliorée.

Covid-19 a considérablement augmenté l’importance de l’utilisation de masques faciaux en raison du rôle joué par l’exposition asymptomatique et pré-symptomatique de personnes qui ne savent pas qu’elles sont infectées, a déclaré Jayaraman. Bien que la proportion des contributions des aérosols à la transmission soit encore à l’étude, elles augmentent probablement l’importance des masques moulants qui ne fuient pas.

Jayaraman et Park ont ​​publié leurs recommandations dans le Journal of The Textile Institute et mettront les spécifications et les motifs de leur masque à la disposition des particuliers et des fabricants. Les matériaux nécessaires peuvent être obtenus dans les magasins de tissus au détail, et les instructions décrivent comment mesurer pour personnaliser les masques.

“Il y a tellement de désinformation sur ce que les masques faciaux peuvent faire et ne peuvent pas faire”, a déclaré Jayaraman. “En tant que scientifiques et ingénieurs, nous voulons diffuser des informations étayées par la science qui peuvent aider notre communauté à réduire les dommages causés par le SRAS-CoV-2.”

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