Investigadores en Hong Kong desarrollan auto

27 de febrero de 2023 Por Sean Whooley

El filtro de aire de carga automática (SAF) desarrollado por el Dr. Yang Zhengbao y su equipo en CityU. [Foto cortesía del Grupo del Dr. Yang Zhengbao en la Universidad de la Ciudad de Hong Kong]

Los investigadores dicen que la máscara puede cargarse sola, reponiendo continuamente su carga electrostática a medida que el usuario usa y respira a través de la máscara. Esto aumenta el rendimiento de filtración en uso prolongado de la máscara hasta por cuatro horas.

La adsorción electrostática es un complemento importante de la filtración mecánica en el uso de mascarillas. Esta carga electrostática de los filtros generalmente decae con el tiempo, particularmente en condiciones de humedad.

La máscara no solo dura más que el uso convencional de cuatro horas de una máscara quirúrgica, sino que también beneficia al medio ambiente, dijo CityU.

"Aunque muchos informes trabajan para reponer la carga para una eficacia de adsorción electrostática duradera, generalmente se necesita una fuente de energía adicional, lo cual es engorroso e inconveniente", dijo el Dr. Yang Zhengbao, quien dirigió la investigación. "Hemos desarrollado un filtro de aire eficiente, duradero y de bajo costo que puede recargar continuamente la carga electrostática de manera automática".

Yang es profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de CityU. Él y el equipo introdujeron un filtro de aire de carga automática (SAF) para aprovechar el efecto triboeléctrico y lograr una eliminación eficiente y prolongada de partículas en el aire.

La máscara intercala el medio filtrante de nanofibras de fluoruro de polivinilideno electrohilado (PVDF) entre dos capas de tejido de nailon triboeléctrico. Con esto, el SAF genera continuamente cargas electrostáticas excitadas por la respiración. Los investigadores dicen que mantuvo una alta eficiencia del 95,8% después de 60 horas de prueba. Esa prueba incluyó 30 horas de uso.

"A medida que la capa intermedia avanza y retrocede entre las capas laterales con la respiración, se produce una transferencia de carga entre el PVDF y el nailon debido a su gran diferencia en la afinidad electrónica, lo que hace que la capa de PVDF se cargue negativamente y las capas de nailon se carguen positivamente", dijo. Yang. "Este proceso de autocarga permite la reposición continua de las cargas electrostáticas y la adsorción electrostática prolongada".

Los investigadores también hicieron hincapié en la rentabilidad. Los costos de materia prima para SAF para hacer una máscara ascienden a alrededor de 6 centavos (0,47 dólares de Hong Kong). Dijeron que es más barato que el costo de fabricar máscaras quirúrgicas, N95, KF94 y KN95.

Según CityU, la estrategia podría allanar un nuevo camino para las técnicas de filtrado de aire de alta eficiencia y larga vida útil.

"Se sugiere cambiar las máscaras quirúrgicas cada cuatro horas en un entorno de alto riesgo, pero la gran cantidad de máscaras descartadas genera graves desafíos ambientales", dijo Yang. "Esperamos que esta estrategia de autocarga prolongue significativamente la vida útil de las máscaras faciales, mejore la eficacia de la protección contra el coronavirus y reduzca la carga ambiental causada por las máscaras desechadas".