Forscher entwickeln N95-Gesichtsmasken, die Viren abtöten können

Forscher bei Rensselaer Das Polytechnic Institute (RPI) in New York hat eine Methode entwickelt, die N95-Gesichtsmaskenfiltern antivirale und antibakterielle Eigenschaften verleiht. Sie fanden heraus, dass die Einarbeitung von Materialien mit antiviralen Eigenschaften in Gesichtsmasken ihre Fähigkeit zum Schutz vor Infektionen verbesserte. Das Team behauptet, dass diese antiviralen, antibakteriellen Masken länger getragen werden können und weniger Plastikmüll verursachen, da die Masken nicht so häufig ausgetauscht werden müssen.
Helen Zha, Assistenzprofessorin für Chemie- und Bioingenieurwesen und Mitglied des Zentrums für Biotechnologie und interdisziplinäre Studien in Rensselaer (CBIS), arbeitete mit Edmund Palermo zusammen, außerordentlicher Professor für Materialwissenschaft und -technik und Mitglied des Zentrums für Materialien, Geräte, und integrierte Systeme (cMDIS) bei Rensselaer, um eine Möglichkeit zur Verbesserung von Gesichtsmasken zu entwickeln.
Wie die N95-Gesichtsmaske modifiziert wurde
Wie eine in Applied ACS Materials and Interfaces veröffentlichte Studie besagt, hat das Team erfolgreich antimikrobielle Polymere mit breitem Spektrum auf die darin verwendeten Polypropylenfilter gepfropft N95 Gesichtsmasken.
„Die aktiven Filterschichten in N95-Masken reagieren sehr empfindlich auf chemische Modifikationen“, sagte Zha. „Es kann dazu führen, dass sie in Bezug auf die Filtration schlechter abschneiden, sodass sie im Wesentlichen nicht mehr wie N95 funktionieren. Sie bestehen aus Polypropylen, das chemisch schwer zu modifizieren ist. Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass Sie das sehr feine Fasernetzwerk in diesen Masken nicht stören möchten, was das Atmen erschweren könnte.“
Zha und Palermo befestigten zusammen mit anderen Forschern antimikrobielle quartäre Ammoniumpolymere kovalent an den Faseroberflächen von Polypropylen-Vliesstoffen unter Verwendung von UV-initiiertem Pfropfen. „Das von uns entwickelte Verfahren verwendet eine wirklich einfache Chemie, um diese nicht auslaugende Polymerbeschichtung zu erzeugen, die Viren und Bakterien abtöten kann, indem sie im Wesentlichen ihre äußere Schicht aufbricht“, sagte Zha. „Es ist sehr einfach und eine potenziell skalierbare Methode.“
Das Team verwendete in seinem Prozess nur UV-Licht und Aceton, die weithin verfügbar sind, um die Implementierung zu vereinfachen. Dieses Verfahren kann auch auf bereits hergestellte Polypropylenfilter angewendet werden, anstatt dass neue entwickelt werden müssen.
Das Team sagt jedoch, dass es eine Abnahme der Filtrationseffizienz festgestellt hat, als das Verfahren direkt auf die Filterschicht von N95-Masken angewendet wurde, aber die Lösung ist einfach. Der Benutzer kann eine unveränderte N95-Maske zusammen mit einer weiteren Polypropylenschicht mit dem antimikrobiellen Polymer darauf tragen.
Das bedeutet, dass Hersteller in Zukunft eine Maske herstellen können, bei der das antimikrobielle Polymer in die oberste Schicht eingearbeitet ist.
Anfang dieses Jahres entwickelte ein Team indischer Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner eine selbstdesinfizierende, auf Kupfer basierende, mit Nanopartikeln beschichtete antivirale Gesichtsmaske zur Bekämpfung der COVID-19-Pandemie. Die Maske weist eine hohe Leistung gegen das COVID-19-Virus sowie mehrere andere virale und bakterielle Infektionen auf, ist biologisch abbaubar, hoch atmungsaktiv und waschbar.