Los investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado una forma accesible de hacer que las máscaras faciales N95 no solo sean barreras efectivas contra los gérmenes, sino también asesinos de gérmenes en contacto. Las máscaras antivirales y antibacterianas se pueden usar potencialmente por más tiempo, lo que genera menos desperdicio de plástico ya que no es necesario reemplazar las máscaras con tanta frecuencia.

Helen Zha, profesora adjunta de ingeniería química y biológica y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios de Rensselaer (CBIS), colaboró ​​con Edmund Palermo, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales y miembro del Centro de Materiales, Dispositivos, e Integrated Systems (cMDIS) en Rensselaer, para combatir las enfermedades respiratorias infecciosas y la contaminación ambiental con la receta perfecta para mejorar las mascarillas faciales.

"Este fue un desafío de ingeniería de materiales multifacético con un gran y diverso equipo de colaboradores", dijo Palermo. "Creemos que el trabajo es un primer paso hacia equipos de protección personal autoesterilizables de mayor duración, como el respirador N95. Puede ayudar a reducir la transmisión de patógenos en el aire en general".

En una investigación publicada recientemente en ACS Applied Materials &Interfaces , el equipo injertó con éxito polímeros antimicrobianos de amplio espectro en los filtros de polipropileno utilizados en las mascarillas faciales N95.

"Las capas de filtración activa en las máscaras N95 son muy sensibles a la modificación química", dijo Zha. "Puede hacer que funcionen peor en términos de filtración, por lo que esencialmente ya no funcionan como los N95. Están hechos de polipropileno, que es difícil de modificar químicamente. Otro desafío es que no desea interrumpir el muy fino red de fibras en estas máscaras, lo que podría hacer que sea más difícil respirar a través de ellas".

Zha y Palermo, junto con otros investigadores de Rensselaer, el Instituto Tecnológico de Michigan y el Instituto de Tecnología de Massachusetts, unieron covalentemente polímeros de amonio cuaternario antimicrobianos a las superficies de fibra de telas de polipropileno no tejidas mediante injertos iniciados por ultravioleta (UV). Las telas fueron donadas por Hills Inc. cortesía del ex alumno de Rensselaer, Tim Robson.

"El proceso que desarrollamos utiliza una química realmente simple para crear este recubrimiento de polímero que no se filtra y que puede matar virus y bacterias esencialmente rompiendo su capa exterior", dijo Zha. "Es un método muy sencillo y potencialmente escalable".

El equipo usó solo luz ultravioleta y acetona en su proceso, que están ampliamente disponibles, para que sea fácil de implementar. Además de eso, el proceso se puede aplicar a filtros de polipropileno ya fabricados, en lugar de necesitar el desarrollo de otros nuevos.

El equipo vio una disminución en la eficiencia de filtración cuando el proceso se aplicó directamente a la capa de filtración de las máscaras N95, pero la solución es sencilla. El usuario podría usar una máscara N95 inalterada junto con otra capa de polipropileno con el polímero antimicrobiano en la parte superior. En el futuro, los fabricantes podrían hacer una mascarilla con el polímero antimicrobiano incorporado en la capa superior.

Gracias a una subvención de investigación de respuesta rápida (RAPID) de la Fundación Nacional de Ciencias, Zha y Palermo comenzaron su investigación en 2020 cuando escaseaban las máscaras faciales N95.

Los trabajadores de la salud incluso estaban reutilizando máscaras que estaban destinadas a ser de un solo uso. Avance rápido hasta 2022 y las máscaras faciales de todo tipo ahora están ampliamente disponibles. Sin embargo, las tasas de COVID siguen siendo altas, la amenaza de otra pandemia en el futuro es una clara posibilidad y las máscaras desechables de un solo uso se están acumulando en los vertederos.

"Con suerte, estamos del otro lado de la pandemia de COVID", dijo Zha. "Pero este tipo de tecnología será cada vez más importante. La amenaza de enfermedades causadas por microbios en el aire no va a desaparecer. Ya es hora de que mejoremos el rendimiento y la sostenibilidad de los materiales que usamos para protegernos".

"Unir grupos químicos que matan virus o bacterias al contacto con el polipropileno es una estrategia inteligente", dijo Shekhar Garde, decano de la Escuela de Ingeniería de Rensselaer. "Dada la abundancia de polipropileno en la vida diaria, tal vez esta estrategia también sea útil en muchos otros contextos". + Explora más

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