Pesquisadores em Hong Kong desenvolvem auto

27 de fevereiro de 2023 Por Sean Whooley

O filtro de ar autocarregável (SAF) desenvolvido pelo Dr. Yang Zhengbao e sua equipe na CityU. [Foto cortesia do Grupo do Dr. Yang Zhengbao da Universidade da Cidade de Hong Kong]

Os pesquisadores dizem que a máscara pode se carregar, reabastecendo continuamente sua carga eletrostática enquanto o usuário usa e respira através da máscara. Isso aumenta o desempenho da filtragem no uso prolongado da máscara por até quatro horas.

A adsorção eletrostática é um importante complemento da filtração mecânica no uso de máscaras faciais. Essa carga eletrostática dos filtros geralmente diminui com o tempo, principalmente em condições úmidas.

A máscara não apenas supera o uso convencional de quatro horas de uma máscara cirúrgica, mas também beneficia o meio ambiente, disse CityU.

"Embora muitos relatórios trabalhem para reabastecer a carga para eficácia de adsorção eletrostática de longa duração, geralmente é necessária uma fonte de energia extra, o que é complicado e inconveniente", disse o Dr. Yang Zhengbao, que liderou a pesquisa. "Desenvolvemos um filtro de ar eficiente, durável e de baixo custo que pode reabastecer continuamente a carga eletrostática de maneira automática."

Yang é professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica e do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da CityU. Ele e a equipe introduziram um filtro de ar autocarregável (SAF) para alavancar o efeito triboelétrico e obter uma remoção eficiente e prolongada de partículas transportadas pelo ar.

A máscara coloca o meio filtrante de nanofibras de fluoreto de polivinilideno (PVDF) eletrofiado entre duas camadas de tecido de náilon triboelétrico. Com isso, o SAF gera continuamente cargas eletrostáticas excitadas pela respiração. Os pesquisadores dizem que manteve uma alta eficiência de 95,8% após 60 horas de teste. Esse teste incluiu 30 horas de uso.

“À medida que a camada do meio se move para frente e para trás entre as camadas laterais com respiração, ocorre uma transferência de carga entre o PVDF e o nylon devido à sua grande diferença na afinidade eletrônica, resultando na camada de PVDF sendo carregada negativamente e as camadas de nylon carregadas positivamente”, disse Yang. "Este processo de autocarga permite o reabastecimento contínuo das cargas eletrostáticas e a adsorção eletrostática prolongada."

Os pesquisadores também enfatizaram a relação custo-benefício. Os custos de matéria-prima da SAF para fazer uma máscara chegam a cerca de 6 centavos de dólar (HK$ 0,47). Eles disseram que é mais barato do que o custo de fabricar máscaras cirúrgicas N95, KF94 e KN95.

De acordo com a CityU, a estratégia pode abrir um novo caminho para técnicas de filtragem de ar de alta eficiência e longa vida útil.

“Sugere-se que as máscaras cirúrgicas sejam trocadas a cada quatro horas em um ambiente de alto risco, mas o grande número de máscaras descartadas resulta em graves desafios ambientais”, disse Yang. “Esperamos que essa estratégia de carregamento automático prolongue significativamente a vida útil das máscaras faciais, melhore a eficácia da proteção contra o coronavírus e reduza a carga ambiental causada por máscaras descartadas”.