Desde su brote, el virus COVID-19 ha infectado a más de 207,7 millones de personas en todo el mundo y se ha cobrado más de 4,3 millones de vidas, según el panel de control de coronavirus de la Organización Mundial de la Salud al 17 de agosto.

Sin embargo, Muchos profesionales médicos atribuyen el papel consecuente de las mascarillas para frenar la propagación del virus y proteger la salud humana.

Innovaciones para mejorar la eficacia de la mascarilla, con un enfoque cada vez mayor en la fabricación de nanofibras, han dado como resultado una mayor eficiencia de filtración, mayor comodidad, y una capacidad respiratoria más fácil. Sin embargo, los efectos de las gotitas de micro-agua sobre la integridad de las nanofibras son relativamente poco claros.

En Física de fluidos , investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur en Shenzhen, Porcelana, examinar estas ambigüedades a través de una visualización de nanofibras que interactúan con la exposición al aerosol de agua.

"Cuando COVID-19 golpeó por primera vez, las mascarillas eran extremadamente escasas en todas partes, y la gente ideó todo tipo de formas de 'rejuvenecer' las mascarillas faciales usadas. Fue como un concurso de chefs con ebullición, humeante interrogatorio intenso, e incluso fumar involucrado, ", dijo el coautor Boyang Yu." Nuestra intuición nos dijo que esto no puede ser correcto. Tenemos que investigarlo y ver qué sucedió exactamente con las nanofibras ".

Yu y sus colegas utilizaron videos microscópicos de alta velocidad para visualizar sistemáticamente la evolución de las nanofibras hechas de polímeros con diferentes ángulos de contacto. diámetros, y tamaños de malla bajo exposición a aerosoles de agua.

"Filmar nanofibras es como hacer retratos de bebés, "dijo Yu." No les gusta quedarse en el lugar para la cámara. Esto se debe a que las nanofibras son muy suaves y endebles, especialmente con el flujo de aerosol que sopla a través. Pero con suficiente cuidado paciencia, y suerte, finalmente obtuvimos buenas tomas para nuestro análisis ".

Las imágenes producidas revelan que las nanofibras se fusionan de manera irreversible durante la "etapa de captura de gotas", así como la etapa posterior de evaporación del líquido. reduciendo significativamente la longitud efectiva de la fibra para capturar aerosoles. Muestran que las fibras hidrofóbicas y tejidas ortogonalmente pueden reducir las fuerzas capilares y disminuir la tasa de coalescencia de las fibras.

"Confirmamos tres cosas, ", dijo el coautor Weiwei Deng." Uno, las nanofibras son excelentes para capturar gotitas en aerosol. Dos, las nanofibras se unen entre sí después de que se captura el aerosol. Y tres, este vínculo es estrecho e irreversible, incluso después de que las gotitas capturadas se evaporen.

"Las fibras húmedas tienden a unirse entre sí de la misma manera que los cabellos húmedos tienden a agruparse. Es debido a la fuerza capilar, que se vuelve dominante a medida que la escala de tamaño se reduce, y es extremadamente fuerte para las nanofibras ".

Se espera que los hallazgos del estudio ayuden a mejorar el diseño, fabricación, y uso de mascarillas faciales elaboradas con nanofibras. Proporcionan evidencia visual directa de la necesidad de reemplazar las mascarillas con frecuencia. especialmente en ambientes fríos.

"El invierno está llegando, "dijo Deng." Cuando hace frío afuera, su aliento contiene más gotas que pueden hacer que la malla de nanofibras colapse más rápidamente ".