Une membrane en polyimide avec des pores de taille régulière et espacés transforme le respirateur N95 en un masque réutilisable pour une protection contre le COVID-19.
Une membrane polymère ultramince, légère et poreuse conçue par KAUST peut transformer le respirateur N95 en masque facial réutilisable tout en améliorant potentiellement sa capacité à empêcher le SARS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19.
Partout dans le monde, les gouvernements exigent ou conseillent aux citoyens de se couvrir le visage lorsqu'ils se trouvent dans des lieux publics pour se protéger et protéger les autres contre l'infection au COVID-19. L'augmentation de la demande de masques faciaux a entraîné des pénuries mondiales et des solutions de fortune.
Le respirateur N95 est un masque à usage unique, ajusté et de qualité chirurgicale qui filtre 95% des particules en suspension dans l'air. Les organismes de santé mondiaux et les gouvernements recommandent leur utilisation uniquement par des professionnels de la santé car ces masques sont rares.
Maintenant, l'ingénieur électricien KAUST Muhammad Mustafa Hussain et son équipe ont réutilisé le respirateur N95 en fabriquant une membrane amovible qui peut être remplacée après une seule utilisation. La nouvelle conception facilite la réutilisation du masque N95, économisant des coûts, des ressources et élargissant sa disponibilité.
Surtout, cela pourrait également améliorer l'efficacité de filtration du masque pour le SRAS-CoV-2. Les pores des masques N95 actuellement disponibles mesurent environ 300 nanomètres (nm), tandis que le virus SARS-CoV-2 est beaucoup plus petit, de 65 à 125 nanomètres. Le N95 est très efficace pour filtrer les particules en suspension dans l'air, mais moins pour les particules plus petites que les pores du respirateur.
L'approche de l'équipe facilite la conception de membranes polymères ultrafines avec des tailles de pores aussi petites que cinq nanomètres. La méthode consiste d'abord à graver des pores en forme d'entonnoir dans un modèle à base de silicium, produisant un réseau de carrés de 90 x 90 nm d'un côté et de minuscules pores de 5 à 55 nm de l'autre. «La méthode de gravure contrôle les distances entre les pores et surmonte le problème des pores espacés et orientés de manière aléatoire que l'on trouve dans les membranes nanoporeuses polymères développées par d'autres chercheurs jusqu'à présent», explique Hussain.
Le modèle de modèle est ensuite gravé sur un film de polyimide de 10 micromètres d'épaisseur qui est retiré du modèle et peut être fixé à un respirateur N95.
La membrane en polyimide est intrinsèquement hydrophobe. En d'autres termes, des gouttelettes d'eau en tombent au lieu d'y être absorbées, ce qui signifie que les particules ne s'accumulent ni ne s'accumulent à la surface du masque.
Les calculs théoriques de l'équipe montrent que leur masque N95 réutilisé est conforme aux normes de respirabilité établies par le National Institute for Occupational Safety and Health des États-Unis.
Nous travaillons maintenant avec des partenaires commerciaux pour optimiser davantage la respirabilité et l'efficacité de filtration de notre masque. «
Nazek El-Atab, postdoctorant KAUST et premier auteur de l'étude
La source:
KAUST – Université des sciences et technologies du Roi Abdallah
Référence de la revue:
El-Atab, N., et al. (2020) Gabarit nanoporeux flexible pour la conception et le développement de masques hydrophobes réutilisables anti-COVID-19. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c03976.
