Imaginile microscopice dezvăluie știința și frumusețea măștilor de față

Studierea țesăturilor la o mărire foarte mare ajută la determinarea modului în care unele măști de față filtrează particulele mai bine decât altele. Iar prim-planurile dezvăluie o frumusețe nevăzută a obiectelor mondene care au devenit acum o parte esențială a vieții din întreaga lume.

Pe măsură ce oamenii de știință continuă să arate cât de eficiente pot fi măștile în încetinirea răspândirii noului coronavirus, în special atunci când se potrivesc bine și sunt purtate corect, unii au adoptat abordări microscopice (SN: 2/12/21).

„În texturi la scară mică sunt încorporate indicii de ce materialele au proprietăți diferite”, spune Edward Vicenzi, expert în microanaliză la Institutul de Conservare al Muzeului Smithsonian din Suitland, Md. „Dezvoltarea acestor dovezi se dovedește a fi o muncă distractivă.”

Înainte de pandemie, Vicenzi își petrecea zilele observând meteoriți, pietre și alte specimene de muzeu la microscop. Dar în martie 2020, pe măsură ce pandemia COVID-19 a progresat, el și colegii de la Institutul Național pentru Standarde și Tehnologie din Gaithersburg, Maryland, au simțit o dorință puternică de a contribui la învingerea virusului. Așa că au început să studieze materialele pentru acoperirea feței.

  1. imagine microscopică a țesăturii de flanel de bumbac
  2. imagine microscopică a unei țesături din amestec de bumbac poliester
  3. imagine microscopică a țesăturii din raion
  4. imagine microscopică a țesăturii de flanel de lemn
  5. imaginea la microscop a unei măști N95

Folosind un microscop electronic cu scanare, Vicenzi și colegii săi au examinat zeci de materiale, inclusiv filtre de cafea, fețe de pernă, măști chirurgicale și măști N95. În 2020, echipa a descoperit că măștile respiratorii N95 sunt cele mai eficiente în asigurarea protecției împotriva aerosolilor, cum ar fi cele în care se deplasează SARS-CoV-2, virusul care provoacă COVID-19. Iar cercetătorii au raportat că țesăturile sintetice, cum ar fi șifonul sau raionul, nu prind atât de multe particule precum flanelele de bumbac țesute strâns.

Texturile microscopice pot explica capacitatea fiecărei țesături de a filtra aerosolii. Natura aleatorie a fibrelor de bumbac – cu textura sa șifonată și formele complexe, cum ar fi îndoituri, îndoituri și pliuri – permite probabil bumbacului să prindă mai multe particule la scară nanometrică decât alte țesături, spune Vicenzi. În schimb, țesăturile din poliester au fibre foarte organizate, mai ales drepte și netede, ceea ce le face mai puțin eficiente ca măști de față.

Flanelele din bumbac oferă, de asemenea, protecție suplimentară prin absorbția umezelii din respirație, au raportat Vicenzi și colegii săi în 8 martie. Nanomateriale aplicate ACS.

„Din moment ce bumbacul iubește apa, se umflă în medii umede și asta îngreunează ca particulele să-și facă drum prin mască”, spune Vicenzi. Măștile din poliester și nailon, pe de altă parte, „alungă apa din respirație, astfel încât nu există niciun beneficiu suplimentar”.

Prin munca sa, Vicenzi a explorat lumea nevăzută a materialelor pentru acoperirea feței. Unele textile îi amintesc de mâncare, cum ar fi fibrele de raion care seamănă cu textura pastelor rigatoni. Alții, precum lâna, îi amintesc de modele atmosferice precum vârtejul unui uragan.

Vicenzi plănuiește să continue să observe măștile de față de aproape. Și speră că cercetările sale îi ajută pe oameni să decidă cum să se protejeze cel mai bine pe ei înșiși și pe alții în timpul pandemiei de COVID-19. „Este frumos să folosești un material eficient pentru o mască, dacă poți”, spune el. „Cu toate acestea, purtarea oricărei mască în comparație cu niciuna face cea mai mare diferență în încetinirea răspândirii agenților patogeni.”