Se all’inizio dell’epidemia di Covid-19 si è molto discusso sull’opportunità di usare le mascherine, oggi più che mai questi dispositivi di protezione individuale appaiono utili e necessari per tutti, sia per svolgere le attività essenziali (la spesa, il lavoro e per altre uscite per motivi di necessità) sia per incontrare i propri cari, sempre mantenendo le distanze. Di mascherine ne esistono diversi tipi e quelle comuni chirurgiche vanno bene. Nel caso di un’eventuale indisponibilità provvisoria, anche in futuro, di queste o altre mascherine, quali materiali e con quali tessuti potrebbero essere più indicati per realizzarne un modello valido?
Oggi risponde un team di ricerca statunitense, che svela che una combinazione di strati di cotone e chiffon oppure cotone e seta o ancora cotone e flanella potrebbe essere in grado di filtrare le particelle virali anche quanto le mascherine Ffp2 o Ffp3 e dunque proteggere dal nuovo coronavirus. I ricercatori, dell’Argonne National Laboratory nell’Illinois e dell’università di Chicago, hanno pubblicato i risultati dello studio, ancora da confermare, su Acs Nano, la rivista dell’American Chemical Society.
Lo studio
Gli scienziati hanno cercato di capire quale tessuto e quale struttura tessile non lascia passare le goccioline minuscole che evaporano sotto forma di aerosol, potenzialmente contenenti il nuovo coronavirus. Il Sars-Cov-2 potrebbe avere dimensioni che vanno dai 50 ai 200 nanometri (milionesimi di millimetro) e per includere l’intero intervallo di dimensioni, insieme a agglomerati più grandi di virus, gli scienziati hanno studiato un aerosol con particelle dai 10 nanometri ai 6 micrometri. L’esperimento è stato tutt’altro che elementare e l’apparecchiatura, il suo posizionamento e il campione ampiamente studiati. Una ventola soffiava l’aerosol con la velocità e la concentrazione di particelle pari a quella che si osserva quando si respira attraverso diverse stoffe.
Mascherine, i risultati
Dopo ripetute indagini, gli autori hanno mostrato che se un singolo strato di materiale, come cotone o seta o chiffon, non è molto efficiente nel bloccare l’aerosol, al contrario una combinazione di questi materiali e la presenza di più strati potrebbe essere molto efficace. Il materiale migliore per una mascherina è un sottile foglio di cotone combinato con due strati di chiffon, in particolare di poliester-spandex chiffon, un materiale liscio usato in alcuni abiti da sera. Questi materiali in questa combinazione potrebbero riuscire a bloccare l’80% delle particelle di meno di 300 nanometri (come una Ffp1) e fino al 99% delle particelle virali di più di 300 nanometri, raggiungendo (se correttamente indossati) le performance di una mascherina N95 o Ffp3, le più filtranti. E il risultato è simile se si sostituisce lo chiffon con la seta o anche con la flanella oppure se si utilizza un materiale composto di uno strato di cotone però imbottito con poliestere.
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L’idea è che il cotone (lo strato più esterno) lavora come una barriera meccanica, un po’ come un muro che ostacola le goccioline dal raggiungere un determinato luogo, e questo vale sia per quelle in entrata sia per quelle in uscita. Mentre lo chiffon o la seta – lo strato più interno – funzionano come una barriera elettrostatica che blocca ciò che ancora potrebbe essere sfuggito al primo ostacolo. I ricercatori concludono che questi materiali, i cui spessori e concentrazioni sono indicati nel dettaglio all’interno della loro pubblicazione, “potrebbero rappresentare una protezione significativa contro la diffusione di particelle della dimensione dell’aerosol”. Insomma, anche se per ora il fai da te è da evitare, anche perché si parla di tessuti con spessore e numero di strati ben precisi, arriva una prima indicazione su come materiali ampiamente reperibili possano essere di utilità per creare le mascherine. Prossimi passi potranno riguardare la comprensione di quanto il lavaggio ripetuto possa incidere sulle loro performance.
Dal grafene alle nanofibre
Ma non è la prima volta che la scienza dei materiali si occupa delle mascherine e di come realizzarne modelli molto performanti. In questi giorni, sempre sulla rivista Acs Nano, appare ad esempio uno studio su come renderle riutilizzabili in maniera semplice le mascherine – non quelle in stoffa. I ricercatori, del Policlinico universitario di Hong Kong, hanno avuto l’idea di utilizzare una struttura esterna con pochi strati di grafene, depositati sulla mascherina. Che così, grazie alle proprietà del grafene e dopo un’esposizione alla luce solare, questa raggiunge una temperatura tale da auto-sterilizzarsi e può essere usata di nuovo.
A pensare a mascherine riciclabili è anche un team dell’istituto Kaist, in Corea del Sud, che ne dà notizia sulla pagina dell’istituto. Gli scienziati raccontano di aver messo a punto una mascherina con una particolare struttura su scala dei nanometri, con nanofibre che potrebbero mantenerla efficiente e filtrante anche dopo che sia stata a contatto con l’acqua e sia stata disinfettata con etanolo e bagnata più volte – mentre per quelle tradizionali questo non è possibile. Ancora si tratta solo di prototipi e di ipotesi, tuttavia la ricerca si sta industriando per cercare nuovi strumenti per proteggerci sempre meglio, soprattutto qualora – come già accaduto qualche tempo fa e tuttora nei paesi più poveri – ci sia una carenza di dispositivi di protezione individuale.
Via: Wired.it
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Credits immagine di copertina: Sharon McCutcheon on Unsplash
