يقوم العلماء باختبار الضروريات اليومية للعثور على أفضل التدابير الوقائية ضد فيروس كورونا. أكياس الوسائد، بيجامات الفانيلا وأكياس الهواء الورقية كلها مرشحة.
يوصي مسؤولو الصحة الفيدراليون الآن باستخدام القماش لتغطية الوجه أثناء جائحة فيروس كورونا. ولكن ما هي المواد التي توفر أكبر قدر من الحماية؟
وأصدرت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها أنماط أقنعة سلسة مصنوعة باستخدام المناديل ومرشحات القهوة، بالإضافة إلى مقاطع فيديو حول صنع أقنعة باستخدام الأربطة المطاطية والأقمشة المطوية الموجودة في المنزل.
على الرغم من أن غطاء الوجه البسيط يمكن أن يقلل من انتشار فيروس كورونا عن طريق منع البكتيريا الغريبة الناتجة عن السعال أو العطس لشخص مصاب، إلا أن الخبراء يقولون إن مدى قدرة الأقنعة محلية الصنع على حماية مرتديها من البكتيريا يعتمد على مدى ملاءمة المنتج والجنس والجودة. المواد المستخدمة.
شرع العلماء في جميع أنحاء البلاد في تحديد المواد اليومية التي يمكنها تصفية الجزيئات المجهرية بشكل أفضل. وفي الاختبارات الأخيرة، حصلت فلاتر مواقد HEPA وأكياس المكنسة الكهربائية و600 غطاء وسادة وأقمشة مشابهة لملابس النوم على درجات عالية. سجلت مرشحات القهوة المكدسة درجة متوسطة. وسجلت مواد الأوشحة والمناديل أدنى مستوى، لكنها لا تزال تلتقط عددًا صغيرًا من الجزيئات.
إذا لم يكن لديك أي مواد تم اختبارها، فيمكن أن يساعدك اختبار الضوء البسيط في تحديد ما إذا كان القماش هو الخيار الأمثل للأقنعة.
وقال الدكتور سكوت سيجال، رئيس قسم التخدير في مركز ويك فورست بابتيست هيلث: “ضعه تحت الضوء الساطع”، وقد درس مؤخرًا أقنعة محلية الصنع. "إذا كان الضوء يمر عبر الألياف بسهولة ويمكنك رؤية الألياف تقريبًا، فهذا ليس نسيجًا جيدًا. إذا كنت منسوجًا بمادة أكثر سمكًا ولا يمر الضوء عبرها كثيرًا، فهذا هو ما تريد استخدامه من مادة."
وقال الباحثون إنه من المهم أن نتذكر أن البحث المختبري تم إجراؤه في ظروف مثالية مع عدم وجود أي تسربات أو ثغرات في القناع، لكن طريقة الاختبار توفر لنا طريقة لمقارنة المواد. على الرغم من أن مستوى الترشيح لبعض الأقنعة محلية الصنع يبدو منخفضًا، إلا أن معظمنا (البقاء في المنزل والتباعد الاجتماعي في الأماكن العامة) لا يحتاج إلى مستوى الحماية العالي الذي يحتاجه الطاقم الطبي. والأهم من ذلك، أن أي قناع للوجه أفضل من عدم وجود قناع للوجه، خاصة إذا كان يرتديه شخص أصيب بفيروس لكنه لا يعرف الفيروس.
التحدي الأكبر في اختيار مادة القناع المصنوعة ذاتيًا هو العثور على قماش كثيف بدرجة كافية لالتقاط جزيئات الفيروس، ولكنه قابل للتنفس وكافي للارتداء فعليًا. تتمتع بعض العناصر التي يتم الترويج لها على الإنترنت بدرجات ترشيح عالية، لكن هذه المادة لن تبلى.
عمل وانغ وانغ، الأستاذ المساعد في الهندسة البيئية بجامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا، مع طلابه في الدراسات العليا على مجموعات مختلفة من المواد متعددة الطبقات، بما في ذلك مرشحات الهواء والأقمشة. قال الدكتور وانغ: “أنت بحاجة إلى مادة يمكنها إزالة الجزيئات بشكل فعال، ولكنك تحتاج أيضًا إلى التنفس”. فاز الدكتور وانغ بالجائزة الدولية لأبحاث الهباء الجوي في الخريف الماضي.
ومن أجل اختبار المواد اليومية، يستخدم العلماء أساليب مشابهة لتلك المستخدمة في اختبار الأقنعة الطبية، ويتفق الجميع على ضرورة إعفاء الطواقم الطبية التي تتعرض لجرعات عالية من الفيروس نتيجة زيارة المصابين من النفقات. أفضل الأقنعة الطبية التي تسمى أقنعة الغاز N95 تقوم بتصفية ما لا يقل عن 95٪ من الجزيئات الصغيرة التي يصل حجمها إلى 0.3 ميكرون. في المقابل، فإن القناع الجراحي النموذجي (المصنوع باستخدام نسيج مطوي مستطيل مع أقراط مرنة) يتمتع بكفاءة ترشيح تتراوح من 60% إلى 80%.
اختبر فريق الدكتور وانغ نوعين من مرشحات الهواء. يعمل مرشح التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الذي يقلل من الحساسية بشكل أفضل، حيث تلتقط طبقة واحدة 89% من الجزيئات وطبقتين تلتقط 94% من الجزيئات. يلتقط مرشح الفرن 75% من الماء في طبقتين، لكنه يحتاج إلى ست طبقات للوصول إلى 95%. للعثور على مرشح مشابه للمرشح الذي تم اختباره، ابحث عن تصنيف الحد الأدنى لقيمة تقرير الكفاءة (MERV) وهو 12 أو أعلى، أو تصنيف أداء الجسيمات 1900 أو أعلى.
المشكلة في مرشحات الهواء هي أنها يمكن أن تسقط أليافًا صغيرة يمكن أن تستنشق بشكل خطير. لذلك، إذا كنت تريد استخدام مرشح، فأنت بحاجة إلى وضع المرشح بين طبقتين من القماش القطني. قال الدكتور وانغ إن أحد طلابه الخريجين صنع قناعه الخاص وفقًا للتعليمات الواردة في فيديو مركز السيطرة على الأمراض، لكنه أضاف عدة طبقات من مادة المرشح إلى الوشاح المربع.
ووجد فريق الدكتور وانغ أيضًا أنه عند استخدام بعض الأقمشة شائعة الاستخدام، فإن طبقتين توفران حماية أقل بكثير من أربع طبقات. يمكن لغطاء الوسادة المكون من 600 خيط أن يلتقط 22% فقط من الجزيئات عند مضاعفته، لكن الطبقات الأربع يمكنها التقاط ما يقرب من 60% من الجزيئات. يقوم الوشاح الصوفي السميك بتصفية 21% من الجزيئات الموجودة في طبقتين و48.8% من الجزيئات الموجودة في أربع طبقات. وكان أداء المنديل المصنوع من القطن بنسبة 100% هو الأسوأ، حيث كان يمثل 18.2% فقط عند المضاعفة، و19.5% فقط عند استخدام أربع طبقات.
قام الفريق أيضًا باختبار فلاتر القهوة Brew Rite وNatural Brew. عندما يتم تكديس مرشحات القهوة في ثلاث طبقات، فإن كفاءة الترشيح تتراوح من 40% إلى 50%، ولكن نفاذية الهواء أقل من الخيارات الأخرى.
إذا كنت محظوظًا بما يكفي للتعرف على اللحاف، فاطلب منهم أن يصنعوا لك قناعًا. وأظهرت الاختبارات التي أجريت في معهد ويك فورست للطب التجديدي في وينستون سالم بولاية نورث كارولينا، أن الأقنعة محلية الصنع المصنوعة من القماش المخيط تعمل بشكل جيد. وأشار الدكتور سيجال من شركة Wake Forest Baptist Sanitation، والمسؤول عن هذا البحث، إلى أن الألحفة تميل إلى استخدام قطن عالي الجودة وذو كثافة عالية. وفي بحثه، فإن أفضل الأقنعة محلية الصنع هي بنفس جودة الأقنعة الجراحية، أو أفضل قليلاً، ونطاق الترشيح الذي تم اختباره هو 70% إلى 79%. وقال الدكتور سيجال إن معدل ترشيح الأقنعة محلية الصنع باستخدام الأقمشة القابلة للاشتعال منخفض يصل إلى 1%.
وأفضل التصميمات أداءً هي الأقنعة المصنوعة من طبقتين من "قطن اللحاف" ثقيل الوزن عالي الجودة، والأقنعة المكونة من طبقتين مصنوعة من قماش الباتيك السميك، وطبقات داخلية من الفانيلا وطبقات خارجية. قناع مزدوج الطبقة. قطن.
وقالت بوني براوننج، المدير التنفيذي لجمعية مصنعي الخياطة الأمريكية، إن الألحفة تفضل الأقمشة القطنية والباتيكية المنسوجة بإحكام، والتي ستصمد بمرور الوقت. وقالت السيدة براوننج إن معظم آلات الخياطة يمكنها التعامل مع طبقتين فقط من القماش عند صنع أقنعة مطوية، لكن الأشخاص الذين يريدون أربع طبقات من الحماية يمكنهم ارتداء قناعين في المرة الواحدة.
قالت السيدة براوننج إنها تواصلت مؤخرًا مع اللحاف على فيسبوك وسمعت أصوات 71 شخصًا، صنعوا ما يقرب من 15000 قناعًا في المجموع. وقالت السيدة براوننج، التي تعيش في بادوكا بولاية كنتاكي: "آلات الخياطة لدينا معقدة للغاية". شيء واحد لدى معظمنا هو إخفاء الأقمشة.
أولئك الذين لا يخيطون يمكنهم تجربة قناع الأوريجامي المطوي الذي ابتكره جيانغ وو وو، الأستاذ المساعد للتصميم الداخلي في جامعة إنديانا. تشتهر السيدة وو بأعمالها الفنية القابلة للطي. قالت إنه منذ أن اقترح شقيقها عليها في هونغ كونغ (عادة عند ارتداء قناع)، بدأت في تصميم نوع قابل للطي باستخدام مادة طبية وبناءية تسمى Tyvek وحقيبة مفرغة من الهواء. أقنعة. هو - هي. (قالت شركة DuPont، الشركة المصنعة لـ Tyvek، في بيان لها إن Tyvek تم تصميمه للملابس الطبية بدلاً من الأقنعة.) نمط القناع القابل للطي متاح عبر الإنترنت مجانًا، ويوضح الفيديو عملية الطي. وفي الاختبارات التي أجرتها جامعة ميسوري وجامعة فيرجينيا، وجد العلماء أن كيس التفريغ أزال 60% إلى 87% من الجزيئات. ومع ذلك، قد تحتوي بعض العلامات التجارية للأكياس المفرغة من الهواء على ألياف زجاجية أو تكون أكثر صعوبة في التنفس من المواد الأخرى، لذلك لا ينبغي استخدامها. استخدمت السيدة وو حقيبة من شركة EnviroCare Technologies. وذكرت الشركة أنها لا تستخدم الألياف الزجاجية في أكياسها الورقية وأكياس الألياف الصناعية.
قالت السيدة وو: "أريد أن أخلق خيارًا للأشخاص الذين لا يقومون بالخياطة". إنها تتحدث إلى مجموعات مختلفة للعثور على مواد أخرى فعالة في طي الأقنعة. "نظرًا للنقص في المواد المختلفة، حتى كيس التفريغ قد ينفد."
السُمك القياسي الذي يستخدمه العلماء الذين أجروا الاختبار هو 0.3 ميكرون لأن هذا هو معيار القياس الذي يستخدمه المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية للأقنعة الطبية.
وقالت لينسي مار، عالمة الهباء الجوي في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا وخبير نقل الفيروسات، إن طريقة اعتماد أجهزة التنفس ومرشحات HEPA تركز على 0.3 ميكرون، لأن الجزيئات بهذا الحجم هي الأصعب في التقاطها. وقالت إنه على الرغم من أن الأمر قد يبدو غير بديهي، إلا أن الجزيئات الأصغر من 0.1 ميكرون هي في الواقع أسهل في التقاطها لأنها تتمتع بالكثير من الحركة العشوائية التي تجعلها تصطدم بألياف المرشح.
“حتى لو كان حجم فيروس كورونا حوالي 0.1 ميكرون، فإنه سوف يطفو بأحجام مختلفة تتراوح من 0.2 إلى عدة مئات من الميكرونات. وذلك لأن الناس يطلقون الفيروس من قطرات الجهاز التنفسي، والتي تحتوي أيضًا على الكثير من الملح. "البروتينات والمواد الأخرى"، دكتور مار، حتى لو تبخر الماء الموجود في القطرات تمامًا، فلا يزال هناك الكثير من الملح، وتبقى البروتينات والبقايا الأخرى على شكل مواد صلبة أو هلامية. أعتقد أن 0.3 ميكرون لا يزال مفيدًا للتوجيه لأن الحد الأدنى من كفاءة الترشيح سيكون حول هذا الحجم، وهو ما يستخدمه NIOSH. "