L'uso di mascherine per aiutare a rallentare la diffusione di COVID-19 è stato ampiamente raccomandato dagli operatori sanitari. Ciò ha innescato studi che esplorano la fisica dell'uso della maschera facciale e la trasmissione delle malattie, così come le indagini sui materiali, design, e altri problemi che influenzano il modo in cui funzionano le maschere per il viso.

In Fisica dei fluidi , gli investigatori hanno esaminato la ricerca sulle maschere per il viso e il loro uso e hanno riassunto ciò che sappiamo, ad oggi, sul modo in cui le maschere filtrano o bloccano il virus. Riassumono anche i problemi di progettazione che devono ancora essere affrontati.

Un aspetto chiave della funzione della maschera facciale riguarda la dimensione delle goccioline di fluido espulse dal naso e dalla bocca quando una persona parla, canta, starnutisce, tosse, o anche semplicemente respira. Goccioline più grandi, con dimensioni intorno ai 5-10 micron, sono i più comuni. Queste goccioline sono ancora piuttosto piccole, però. Per confrontare, un capello umano ha un diametro di circa 70 micron.

Goccioline ancora più piccole, quelli inferiori a 5 micron, sono forse più pericolosi. Questi possono diventare aerosol e rimanere sospesi nell'aria per lunghi periodi. Tra i tanti tipi di maschere in uso (maschere di stoffa, mascherine chirurgiche, e maschere N95), solo gli N95 possono filtrare le goccioline delle dimensioni dell'aerosol.

L'esibizione delle mascherine indossate per molte ore, come dall'assistenza sanitaria o da altri lavoratori essenziali, influire sull'efficacia dell'uso generale della maschera. Il comfort termico è una questione importante, soprattutto in ambienti caldi e umidi.

I ricercatori hanno scoperto che le maschere per il viso realizzate con materiali polimerici ibridi potrebbero filtrare le particelle ad alta efficienza e contemporaneamente raffreddare il viso. Le fibre utilizzate in queste speciali maschere sono trasparenti ai raggi infrarossi, permettendo al calore di fuoriuscire da sotto la maschera.

"Potrebbe esserci una relazione tra la resistenza respiratoria e la resistenza al flusso della maschera facciale che dovrà essere studiata per un intervallo di utilizzo della maschera facciale, " ha detto l'autore Heow Pueh Lee. "Inoltre, la condizione ambientale nello spazio compartimentale all'interno della maschera facciale dovrà essere quantificata in modo più accurato utilizzando sensori miniaturizzati e lo sviluppo di repliche umane per tali studi".

I ricercatori hanno anche esaminato studi epidemiologici volti a scoprire se le maschere facciali riducono il numero effettivo di riproduzione. Se il numero di riproduzione scende al di sotto di 1, l'epidemia smette di diffondersi. Uno studio ha utilizzato i dati COVID-19 dello stato di New York.

"I risultati suggeriscono che l'uso coerente di maschere facciali efficienti, come mascherine chirurgiche, potrebbe portare all'eradicazione della pandemia se almeno il 70% dei residenti usa coerentemente tali maschere in pubblico, " ha detto l'autore Sanjay Kumar. "Anche le maschere di stoffa meno efficienti potrebbero anche rallentare la diffusione se indossate in modo coerente".