Диэнай
Pulsing
]
Пандемия коронавируса заставила многих людей привыкать носить маски для защиты себя и других. Однако это не означает, что их всегда легко носить, особенно во время тренировок.
В настоящее время исследователи, сообщающие в журнале ACS Nano придумали динамический респиратор, способный регулировать размер пор в зависимости от различных условий, таких как физические упражнения или уровни загрязнения воздуха. Это позволяет пользователю дышать легко, когда нет необходимости в высочайшем уровне фильтрации.
Маски для лица помогают защитить от распространения вируса, вызывающего COVID-19, но их также носят люди с респираторными заболеваниями для удаления вредных загрязнителей.
Однако иногда высокие уровни фильтрации не требуются, например, при низком уровне загрязнения воздуха или когда кто-то тренируется в одиночестве на открытом воздухе, что обычно считается деятельностью с низким риском распространения COVID-19. Однако маски, которые люди носят в настоящее время, не способны адаптироваться к изменяющимся условиям.
Со временем задержанный и выдыхаемый воздух может вызывать ощущение влажности, тепла, неприятного запаха изо рта и дискомфорта, особенно когда во время упражнений выдыхается больше дыхания. Сын Хван Ко и его сотрудники хотели разработать респиратор, который мог бы иметь возможность автоматически регулировать свои фильтрующие характеристики в соответствии с изменяющимися условиями.
Ученые разработали динамический воздушный фильтр с микропорами, который может расширяться при растяжении фильтра. Это позволяет проходить большему количеству воздуха. Резкое увеличение воздухопроницаемости фильтра было достигнуто за счет электропряденых нановолокон с потерей эффективности фильтрации всего около 6%. Кроме того, команда поместила носилки возле фильтра, которые были связаны с легким и портативным устройством, содержащим воздушный насос, датчик и микросхему микроконтроллера.
Устройство обменивается данными без кабелей, с внешним компьютером, на котором запущено программное обеспечение искусственного интеллекта (AI), которое реагирует на твердые частицы в воздухе, а также на изменения в дыхательных паттернах пользователя во время упражнений. Два фильтра были расположены на каждой стороне лицевой маски и были протестированы на людях-добровольцах.
Небольшое увеличение размера пор было должным образом произведено носилками, когда доброволец тренировался в загрязненной атмосфере, по сравнению с тем, когда он тренировался на чистом воздухе. Примечательно, что программное обеспечение AI позволяет респиратору адаптироваться к особым респираторным характеристикам человека.
Исследователи считают, что это можно использовать для разработки персонализированной маски для лица. Чтобы сделать систему легче, меньше и менее тяжелой, носилки можно было, наконец, модернизировать, получив механизм без насоса.
Авторы исследования выражают признательность за финансовую поддержку Национальному исследовательскому фонду Кореи.
Ссылка на журнал:
Shin, J., и др. . (2021) Динамическая модуляция пор эластичного нановолоконного фильтра из электропрядения для адаптивной защиты органов дыхания с машинным обучением. САУ Нано . doi.org/10.1021/acsnano.1c06204.
Источник: https://pubs.acs.org/[19459007provided
)