يأمل فريق من الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن يخطو خطوة أبعد من الأقنعة التقليدية التي تمنع الفيروسات ويصنعون قناعاً يعطل الفيروسات باستخدام الحرارة وفقاً للديلي ميل.
قابل لإعادة الاستخدام
يتضمن القناع القابل لإعادة الاستخدام شبكة نحاسية ساخنة تعمل ببطارية ومحاطة بعزل النيوبرين.
عندما يتنفس الشخص الذي يرتدي القناع ويخرج منه، يتدفق الهواء بشكل متكرر عبر الشبكة، ويتم إبطاء أي جزيئات فيروسية في الهواء وتعطيلها بواسطة الشبكة ودرجات الحرارة المرتفعة. يقول الباحثون إن مثل هذا القناع يمكن أن يكون مفيداً لأخصائيي الرعاية الصحية، وكذلك لأفراد الجمهور في المواقف التي يصعب فيها تحقيق التباعد الاجتماعي، مثل الحافلة المزدحمة.
حيث أثبتت الدراسات أن أقنعة الوجه هذه لها فعاليتها في تصفية الفيروسات مثل فيروس SARS-CoV-2، وبالتالي تقليل خطر الإصابة.
مايكل سترانو، أستاذ الهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا «هذا مفهوم قناع جديد تماماً؛ لأنه لا يمنع الفيروس في الأساس إنه يسمح للفيروس بالمرور عبر القناع، لكنه يبطئه ويعطله».
بدأ الباحثون في بناء نماذج أولية ويأملون في اختبارها قريباً. لقد وصفوا المفهوم والتصميم الجديد في دراسة قاموا بنشرها على bioRxiv.
يقول سترانو «الأقنعة التي نرتديها الآن مصممة لالتقاط بعض الفيروسات. إنها توفر الحماية، لكن لا يوجد أحد يفكر حقاً في تعطيل الفيروس وتعقيم الهواء. لقد فاجأني ذلك».
شرع الفريق في تصميم قناع يقتل الفيروسات باستخدام الحرارة. قرروا استخدام شبكة نحاسية كعنصر التسخين والتقاط، وأجروا بعض النمذجة الرياضية لتحديد نطاق درجة الحرارة الأمثل الذي سيحتاجون لتحقيقه لقتل فيروسات كورونا التي تتدفق إلى الداخل أو الخارج من التنفس الطبيعي.
يقول صموئيل فوشر أستاذ TEPCO للعلوم والهندسة النووية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. : «تعمل الغالبية العظمى من الأقنعة اليوم عن طريق الترشيح، أو ترشيح الجسيمات حسب الحجم أو الشحنة الكهربائية». «يعتمد هذا القناع على آلية مختلفة، ويعمل في الغالب عن طريق التثبيط الحراري».
قام الباحثون بحساب مدى سرعة تحلل فيروسات كورونا في درجات حرارة مختلفة وظروف محاصرة، ووجدوا أن درجة حرارة تبلغ حوالي 90 درجة مئوية يمكن أن تحقق ما بين ألف ومليون ضعف في انخفاض الجسيمات الفيروسية، اعتماداً على حجم القناع النهائي. وأظهروا أيضاً أنه يمكن الوصول إلى درجة الحرارة هذه عن طريق تشغيل تيار كهربائي عبر شبكة نحاسية بسمك 0. 1 ملم أو سخان حراري يعمل ببطارية صغيرة. تشتمل النماذج الأولية الحالية على بطارية 9 فولت، والتي ستوفر طاقة كافية لتسخين القناع لبضع ساعات، وستعمل على تبريد الهواء قبل استنشاقه.
يقول فوشر: «بالطبع، نحن بحاجة إلى أن نضع في اعتبارنا سلامة وراحة مستخدمي الأقنعة». «سيتم تبريد الهواء بعد تعطيل الفيروس لجعل القناع مريحاً وآمناً للاستخدام».
تكنولوجيا أفضل
يقول فوشر إن أقنعة التنفس N95 والأقنعة الجراحية وأقنعة القماش فعالة، ويجب استخدامها أثناء الوباء حسب التوجيهات، ولكن إحدى المزايا المحتملة للأقنعة الساخنة هي أنها تقتل الفيروس، ولا تحتاج إلى إزالة التلوث أو التخلص منها. بعد الاستعمال. بالإضافة إلى ذلك، قد يقدمون حماية إضافية عن طريق القضاء على الفيروس بدلاً من تصفيته فقط.
ويضيف: «من الممكن أن ترتدي شيئاً ليس مرهقاً على وجهك، ويمكن أن يسمح لك بالفعل باستنشاق هواء معقم طبياً وحماية الأشخاص من حولك وحماية نفسك، هي الخطوة التالية إنها تقنية أفضل».
يقول الباحثون إن الأقنعة المسخنة ستكون أغلى ثمناً من الأقنعة القماشية أو الأقنعة الجراحية، لكنها قد تكون مفيدة في المواقف التي تكون فيها مخاطر التعرض عالية والتكلفة أقل إثارة للقلق. لقد تقدموا بطلب للحصول على براءة اختراع لتصميم القناع الخاص بهم، ويخططون لبدء اختبار النماذج الأولية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
