كورونا وأقنعة الألياف النانوية.. ميزة وعيب
لا يتوقف الأطباء عن التحذير من أن عدم الالتزام بأقنعة الوجه سيؤدي لمزيد من الإصابات بفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19).
وأدت الابتكارات لتحسين فعالية الكمامة أو القناع، مع زيادة التركيز على القناع المصنع من الألياف النانوية، والذي يتميز بكفاءة ترشيح أعلى، وراحة أكبر، وسعة تنفس أسهل.
ومع ذلك، فإن تأثيرات قطرات المياه الدقيقة التي تخرج من الأنفاس على سلامة الألياف النانوية غير واضحة نسبيًا، وهو ما حاول الباحثون المتخصصون في فيزياء السوائل من الجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا في شينزين بالصين توضيحه، من خلال وضع تصور للألياف النانوية عندما تتعرض للهباء الجوي، وتم نشر تفاصيل ذلك في العدد الأخير من دورية " فيزياء السوائل".
ويقول بويانغ يو، الباحث المشارك بالدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا في الصين بالتزامن مع نشر الدراسة "عندما ظهر (كوفيد -19) لأول مرة، كان الإمداد بأقنعة الوجه شحيحًا للغاية في كل مكان، وابتكر الناس قناعات من خامات كثيرة، وما أثبتناه في دراستنا يشير إلى أن الألياف النانوية هي الأفضل".
واستخدم يو وزملاؤه مقاطع فيديو مجهرية عالية السرعة لتصور بشكل منهجي تطور الألياف النانوية المصنوعة من البوليمرات بزوايا تلامس مختلفة وأقطار وأحجام شبكية تحت التعرض للهباء الجوي.
ويقول يو: "إن تصوير الألياف النانوية يشبه التقاط صور لأطفال، إنهم لا يحبون البقاء في مكانهم للكاميرا، هذا لأن الألياف النانوية ناعمة جدًا وهشة، خاصة مع تدفق الهباء الجوي، ولكن مع العناية الكافية والصبر والحظ، حصلنا في النهاية على لقطات لطيفة لتحليلنا".
تكشف الصور التي تم إنتاجها أن الألياف النانوية تتحد بشكل لا رجوع فيه أثناء "مرحلة التقاط القطيرات" بالإضافة إلى مرحلة تبخر السائل اللاحقة، مما يقلل بشكل كبير من طول الألياف الفعال لالتقاط الهباء الجوي، وتظهر أن الألياف المنسوجة كارهة للماء والمتعامدة يمكن أن تقلل من قوى الشعيرات الدموية وتقلل من معدل اندماج الألياف.
ويقول المؤلف المشارك ويوي دينغ: "لقد أكدنا 3 أمور، أولاً الألياف النانوية رائعة في التقاط القطرات في الهباء الجوي، وثانيًا، يتم ربط الألياف النانوية معًا بعد التقاط الهباء الجوي، وثالثا يكون هذا الترابط محكمًا ولا رجوع فيه، حتى بعد تبخر القطيرات الملتقطة".
ويضيف "تميل الألياف المبللة إلى الارتباط ببعضها البعض بنفس الطريقة التي تميل بها الشعيرات المبللة إلى الترابط معًا، وهذا بسبب القوة الشعرية ، التي تصبح سائدة مع تقلص الحجم، وهي قوية للغاية بالنسبة للألياف النانوية".
ومن المتوقع أن تساعد نتائج الدراسة في تحسين تصميم وتصنيع واستخدام أقنعة الوجه المصنوعة من الألياف النانوية، فهي توفر دليلًا مرئيًا مباشرًا على الحاجة إلى استبدال أقنعة الوجه بشكل متكرر، خاصة في البيئات الباردة.
ويقول دينغ إن "الشتاء قادم، عندما يكون الجو باردًا بالخارج، تحتوي أنفاسك على المزيد من القطرات التي قد تجعل شبكة الألياف الدقيقة تنهار بسرعة أكبر".
