Nyt materiale kan fjerne luftvejsdråber fra luften

Selvom plexiglasbarrierer tilsyneladende er overalt i disse dage - mellem købmandsbaner, omkring restaurantborde og tårnhøje over kontorkabiner – de er en ufuldkommen løsning til at blokere virusoverførsel.

I stedet for at fange virusfyldte luftvejsdråber og aerosoler, plexiglas skillevægge afbøjer blot dråber, får dem til at hoppe væk, men forblive i luften. For at forbedre funktionen af ​​disse beskyttelsesbarrierer, Northwestern University forskere har udviklet et nyt gennemsigtigt materiale, der kan fange dråber og aerosoler, effektivt fjerner dem fra luften.

Materialet er et klart, tyktflydende væske, der kan males på enhver overflade, inklusive plastik, glas, træ, metal, rustfrit stål, beton og tekstiler. Når dråber kolliderer med den coatede overflade, de holder sig til det, absorberes og tørres op. Belægningen er også kompatibel med antivirale og antimikrobielle materialer, så desinfektionsmidler, såsom kobber, kunne føjes til formlen.

"Dråber kolliderer med indendørs overflader hele tiden, " sagde Northwesterns Jiaxing Huang, undersøgelsens seniorforfatter. "Lige nu, plexiglas skillevægge er afvigende anordninger; de afleder dråber. Hvis en overflade faktisk kunne fange dråber, så ville hver enkelt dråbe, der effektivt fjernes fra indendørsluften, være en vellykket eliminering af en potentiel transmissionskilde."

Forskningen vil blive offentliggjort onsdag (16. juni) i tidsskriftet Chem . I undersøgelsen, forskerne fandt ud af, at selv når de bombarderede overflader med aerosoldråber - i størrelsesordener højere koncentrationer end typisk for et indendørs miljø - fangede de belagte overflader stadig tre gange flere aerosoldråber end ubelagte overflader.

Huang er professor i materialevidenskab og teknik ved Northwesterns McCormick School of Engineering. Zhilong Yu, Murak Kadir og Yihan Liu - alle medlemmer af Huangs laboratorium - var medforfattere til papiret. Holdet påbegyndte dette projekt under ophold-at-home ordren i begyndelsen af ​​pandemien.

Hovedingrediensen i Northwestern-teamets materiale er en polyelektrolytpolymer, der almindeligvis anvendes i en lang række kosmetiske produkter. Når det påføres med et blad eller en børste, den resulterende formel giver ensartede og konforme belægninger på en bred vifte af indendørs overflader uden at beskadige eller misfarve det originale materiale.

Huangs team fandt, at overfladerne også forblev gennemsigtige og uklare, selv når de blev overhældt med dråber. Med andre ord, overfladerne virkede ikke beskidte eller snavsede efter at være blevet overhældt med dråber. Hvis det bruges på plexiglas barrierer, disse coatede barrierer behøver ikke at blive rengjort oftere end ucoatede barrierer.

De fleste infektionssygdomme spredes gennem luftvejsdråber og aerosoler, som mennesker frigiver konstant, når de taler, griner, synger og udånder. Fordi belægningen er så alsidig, Huang forestiller sig, at det kunne bruges på plexiglasbarrierer og ansigtsskærme samt på overflader uden berøring eller berøring med lav berøring, såsom vægge eller endda gardiner, at fjerne disse dråber fra luften.

"Der er massive områder af indendørs overflader, som knapt bliver rørt af mennesker eller kæledyr. Hvis vi genbrugte disse 'tomgangsflader' til at fange luftvejsdråber, så kunne de blive funktionelle 'anordninger' til at hjælpe med at reducere luftbåren overførsel af infektionssygdomme, " sagde han. "Overfladefangede patogener kan derefter let inaktiveres over tid, som kan fremskyndes af præ-påførte desinficeringsingredienser. De kan også fjernes under rutinemæssig rengøring."

Mens Huang siger, at ansigtsmasker er et uerstatteligt folkesundhedsværktøj til at hjælpe med at forhindre spredning af smitsomme dråber, han mener, at fangst af dråber på overflader kunne være et andet effektivt værktøj.

"I et computerspil, for eksempel, du ønsker ikke at gå ind på en slagmark med kun et stykke rustning, " sagde han. "Det giver mening at udnytte flere lag af forsvar."