Durante la pandemia de coronavirus, muchas personas se han acostumbrado a usar máscaras faciales para protegerse a sí mismas y a los demás, pero eso no significa que las máscaras sean siempre cómodas, especialmente durante el ejercicio. Ahora, investigadores que informan en ACS Nano han desarrollado un respirador dinámico que modula el tamaño de sus poros en respuesta a las condiciones cambiantes, como el ejercicio o los niveles de contaminación del aire, permitiendo al usuario respirar mejor cuando no se requieren los niveles más altos de filtración.

Las mascarillas protegen contra la propagación del virus que causa COVID-19, pero también las usan personas con problemas respiratorios para filtrar contaminantes nocivos. Sin embargo, En algunas circunstancias, no se necesitan altos niveles de filtración, como cuando los niveles de contaminación del aire son bajos, o cuando alguien hace ejercicio al aire libre solo, lo que generalmente se considera una actividad de bajo riesgo para transmitir COVID-19. Pero las máscaras actuales no se pueden ajustar a las condiciones cambiantes. Con tiempo, el atrapado, el aliento exhalado puede crear sensaciones de calor, humedad, mal aliento y malestar, especialmente a medida que se exhala más aire durante el ejercicio. Seung Hwan Ko y sus colegas querían hacer un respirador que pudiera ajustar automáticamente sus características de filtración en respuesta a las condiciones cambiantes.

Los investigadores desarrollaron un filtro de aire dinámico con microporos que se expanden cuando se estira el filtro, permitiendo que pase más aire. Un gran aumento de la transpirabilidad del filtro, que estaba hecho de nanofibras electrohiladas, se logró con solo una pérdida de aproximadamente un 6% en la eficiencia de filtración. Luego, el equipo colocó una camilla alrededor del filtro que estaba conectado a un peso ligero, dispositivo portátil que contiene un sensor, bomba de aire y chip microcontrolador.

El dispositivo se comunica de forma inalámbrica con una computadora externa que ejecuta un software de inteligencia artificial (AI) que reacciona a las partículas en el aire. así como cambios en los patrones respiratorios del usuario durante el ejercicio. Se colocaron dos de los filtros a cada lado de una mascarilla y se probaron en voluntarios humanos. La camilla generó correctamente un aumento menor en el tamaño de los poros cuando un voluntario hacía ejercicio en una atmósfera contaminada que cuando hacía ejercicio en aire limpio.

Notablemente, el software de IA permite que el respirador se adapte a las características respiratorias únicas de las personas, que podría usarse para desarrollar una mascarilla personalizada, dicen los investigadores. Para hacer el sistema más pequeño, más ligero y menos engorroso, la camilla podría eventualmente ser rediseñada para tener un mecanismo sin bomba, agregan.