防止 SARS-CoV-2 病毒的口罩讓人感覺很討厭,尤其是在鍛煉時。
一種新的 3D 可打印面罩設計靈感來自動物的鼻子,它承諾讓用戶輕松呼吸,同時保持與 N95 和外科口罩中發(fā)現(xiàn)的病原體相似的保護水平。一般概念也可用于改進供暖、通風和空調(diào)中的工業(yè)空氣過濾器。
許多動物都有強烈的嗅覺,這是由鼻腔中蜿蜒的氣流產(chǎn)生的。蜿蜒的空氣路徑在動物的鼻子內(nèi)創(chuàng)造了更多的表面積,并為氣味和顆粒物傳播更多的距離和時間,增加了顆粒物被氣味受體可以感知它們的鼻子內(nèi)的皮膚表面捕獲的可能性。這樣的結(jié)構(gòu)可以制造出高效的過濾器,可以在不降低空氣壓力的情況下捕獲空氣中的顆粒,而不會使呼吸感到費力。
“我們過濾器的一個好處是您可以輕松地吸入和呼出空氣,”農(nóng)業(yè)與生命科學學院生物與環(huán)境工程副教授 Sunghwan "Sunny" Jung 說。同時,仿生口罩設計與臨床批準的 N95 和外科口罩的效率相匹配,可以捕獲小至 10 微米的顆粒,這是防止人們咳嗽或說話時氣溶膠中攜帶的空氣傳播病毒所必需的,Jung說。
Jung 是 3 月 2 日發(fā)表在《皇家學會界面雜志》上的論文“關于受動物鼻子啟發(fā)的粒子過濾器設計”的資深作者。共同資深作者包括南達科他州立大學機械工程助理教授 Saikat Basu 和伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校機械科學與工程副教授 Leonardo Chamorro。
新的口罩和空氣過濾器是在研究了九種動物的鼻部結(jié)構(gòu)后開發(fā)的。其中包括 50 倍的老鼠、200 倍的狗和比人類敏感 700 倍的豬。
作者為希望優(yōu)化它們的任何人發(fā)布了他們的開源 3D 可打印面罩和過濾器設計。雖然該論文提供了原理證明,但作者警告說,口罩設計旨在讓其他人繼續(xù)并改進研究,因為他們的設計尚未在臨床上被證明可以預防疾病。
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