реклама
Недавнее появление очень заразных респираторных заболеваний и проблемы, лежащие в основе загрязнения воздуха во всем мире, в совокупности усиливают важность индивидуальных респираторов. Однако несоответствие между динамической средой и неадаптивными респираторами вызывает физиологические и психологические побочные эффекты, которые препятствуют широкому распространению респираторов.
Как большинство из нас заметили за последние пару лет, маски для лица иногда могут быть помехой - хотя они и необходимы. Новая экспериментальная маска, тем не менее, автоматически облегчает дыхание, когда не требуется максимальная степень фильтрации воздуха.
реклама
Прототип маски, разработанный группой корейских ученых, включает в себя две пористые фильтрующие мембраны - по одной с каждой стороны лица пользователя - которые состоят из нановолокон эластомера, изготовленных методом электропрядения.
Каждая мембрана в форме диска окружена и соединена с пневматическим растягивающим механизмом в форме кольца. Данный "растягивающий механизм", в свою очередь, подключен к легкому портативному устройству, содержащему датчик воздуха, воздушный насос и микроконтроллерный чип. Само устройство соединено беспроводной связью с внешним компьютером, на котором установлено программное обеспечение, основанное на искусственном интеллекте.
Когда датчик обнаруживает высокую концентрацию вредных частиц в воздухе, а также относительно нормальную частоту дыхания пользователя, компьютер активирует насос. Это заставляет кольцо для растяжки надуваться и становиться толще, что позволяет соединенной с ним мембране оставаться в расслабленном состоянии. В результате поры мембраны остаются самыми маленькими, обеспечивая максимальную степень фильтрации.
Однако если датчик обнаруживает более чистый воздух - наряду с более интенсивным дыханием, например, которое может сопровождать относительно безопасные для COVID физические упражнения на открытом воздухе - программное обеспечение побуждает устройство сдуваться. Таким образом, они становятся тоньше, растягивая при этом мембрану. В результате размер пор увеличивается, что позволяет облегчить дыхание.
Более того, испытания, проведенные на добровольцах, показали, что даже когда поры стали достаточно большими, чтобы в значительной степени улучшить воздухопроницаемость маски, эффективность фильтрации воздуха снизилась всего на шесть процентов.
Далее планируется сделать технологию более легкой, компактной и менее громоздкой, для чего целесообразно будет отказаться от насоса и перейти на непневматический натяжной механизм.
Статья об исследовании под руководством Сеульского национального университета Сеунг Хван Ко была недавно опубликована в журнале ACS Nano.
Несколькими днями ранее появилась информация о разработках компании Samsung где описывается метод копирования карты нейронов мозга и вставки ее в компьютерный чип.