Con la diffusione globale delle infezioni da coronavirus, equipaggiamento per la protezione personale, soprattutto maschere per il viso, stanno ricevendo molta attenzione. Le mascherine sono elementi essenziali per la protezione primaria delle vie respiratorie da virus e batteri che si trasmettono nell'aria sotto forma di goccioline.

Le maschere N95 sono attualmente difficili da ottenere, quindi c'è un urgente bisogno di un metodo sicuro per prolungare la loro usabilità attraverso la disinfezione e il riutilizzo con una perdita minima di prestazioni e integrità. La filtrazione del particolato e la permeabilità all'aria sono fattori chiave nel determinare le prestazioni durante la pulizia e la disinfezione delle mascherine certificate N95. Questo è fondamentale per prevenire le infezioni. La Shinshu University ha una comprovata esperienza nella conduzione di ricerche sui metodi di produzione e sulle applicazioni del "tessuto non tessuto in nanofibre" da prima dell'epidemia di coronavirus.

Nell'attuale contesto sociale, un gruppo di ricerca guidato dal professor Ick Soo Kim dell'Istituto per l'ingegneria delle fibre (IFES) dell'Università di Shinshu con dottorato di ricerca. studenti Sana Ullah e Azeem Ullah e il professor Cha Hyung Joon di POSTECH (professore appositamente invitato di IFES) con dottorato di ricerca. studenti Jaeyun Lee e Yeonsu Jeong, ha esaminato l'efficacia della sterilizzazione delle maschere N95. Hanno esaminato le maschere N95 in tessuto non tessuto soffiato a fusione e le maschere in nanofibra non tessuta con filtri N95 disponibili in commercio. Hanno esaminato l'efficienza di filtrazione, comfort di chi lo indossa, e il cambio di forma del filtro dopo il lavaggio e la disinfezione. I metodi di test di disinfezione prevedevano la spruzzatura diretta di etanolo al 75% sul filtro della maschera e l'asciugatura all'aria, e immergere il filtro della maschera in una soluzione di etanolo al 75% per 5 minuti a 24 ore e lasciarlo asciugare all'aria naturalmente.

L'efficienza di filtrazione di entrambi i filtri (filtro soffiato a fusione e filtro in nanofibra) era del 95% o più prima dell'uso, il che indica che gli organi respiratori di chi lo indossa possono essere protetti efficacemente. I test hanno anche chiarito che l'interno del filtro può essere efficacemente sterilizzato spruzzando etanolo 3 o più volte o immergendolo in una soluzione di etanolo per più di 5 minuti. Però, quando la maschera è stata riutilizzata dopo la disinfezione con etanolo, l'efficienza di filtrazione del filtro soffiato a fusione è scesa al 64%. D'altra parte, il filtro in nanofibra non si è deteriorato nelle prestazioni del filtro anche dopo 10 o più utilizzi.

I filtri melt-blown funzionano secondo il principio della carica elettrostatica per la rimozione del particolato, come nel risultato della spruzzatura di etanolo o dell'immersione della carica elettrostatica sulla superficie del filtro soffiato a fusione è stata persa, quindi l'efficienza del filtro soffiato a fusione è stata significativamente ridotta. D'altra parte, il meccanismo di filtrazione del filtro in nanofibra è indipendente dalla carica statica e completamente dipendente dal diametro dei pori, distribuzione dei pori, e morfologia delle nanofibre. Come nel risultato della disinfezione, la morfologia delle nanofibre non è stata influenzata, così ha anche mantenuto la sua filtrazione ottimale come era prima dell'uso.

Inoltre, il filtro in nanofibra ha una maggiore emissione di calore e prestazioni di emissione di anidride carbonica rispetto al filtro soffiato a fusione, e mostra un'eccellente traspirabilità. Allo stesso modo, è stato confermato che il filtro in nanofibra aveva una citotossicità inferiore rispetto al filtro soffiato a fusione quando è stato eseguito un esperimento di sicurezza utilizzando pelle umana e cellule vascolari.

Come sopra, entrambi i filtri maschera hanno prestazioni di filtraggio simili al momento del primo utilizzo, ma dopo aver disinfettato e riutilizzato, il filtro in nanofibra non mostra un deterioramento delle prestazioni. In altre parole, i filtri in nanofibra possono essere facilmente sterilizzati con etanolo a casa e riutilizzati più volte.

"Questa ricerca è una verifica sperimentale della sicurezza biologica delle maschere in nanofibra e del mantenimento dell'efficienza di filtrazione dopo il lavaggio, che di recente è diventato un problema, "Il professor Cha Hyung Joon afferma, che ha co-presieduto la ricerca. Il professor Ick Soo Kim spera che le maschere in nanofibra servano come mezzo di prevenzione nella seconda e terza ondata di infezioni da coronavirus.