N95マスクをリチャージして再利用可能にする技術をイスラエルとインドの研究者が発表

パンデミックによってN95マスクはあっという間に世界で最も求められるリソースの1つになった。エッセンシャルワーカーが、何十億ものマスクを使い切ったからだ。しかし新たな研究が、使い捨てではなくリチャージできるN95マスク、あるいは最高の性能を維持できるものにつながるかもしれない。

イスラエル工科大学Technion(テクニオン)とインドのタタ基礎研究所の研究者らが提案するシステムは、期待されているような除菌タイプのものではない。その代わりに、時間が経つと性能が落ちるというN95マスクの特徴にフォーカスしている。

N95マスクは、粒子がごく小さなファイバーの中で捉えられるメカニカルなフィルタリングと、静電気を帯びている表面に粒子が吸い寄せられる静電気フィルタリングの両方を活用している。ゴム風船を頭の上に擦り付けるとくっつくという昔ながらのトリックのようなものだが、ミクロン単位の世界の話だ。

この2つの方法を組み合わせることでN95マスクは効果を得ているが、他の電気と同じように空気や湿気に触れ、時間が経つにつれて静電気は失われてしまう。UVや高温による除菌はメカニカルフィルターが小さなペトリ皿になるのを防ぐのに役立つかもしれないが、ウイルスの侵入を防ぐ第2のバリアとして機能する静電気を保つのには役立たない。

Physics of Fluid誌で発表された論文の中で、テクニオンのDov Levine(ドヴ・レヴァイン)氏とタタ基礎研究所のShankar Ghosh(シャンカー・ゴーシュ)氏は、リチャージによりN95マスクのフィルターの機能を棚から出したばかりのものに近いレベルに戻せることを示している。その方法は、フィルターを2つのプレート状の電極の間に置いて強い電磁を浴びせるというものだ。

「マスクに与えられる静電気の量は、チャージ時間によって大きく変わる。1000ボルトで60分間チャージすれば、新品とほぼ同じ量になる」と論文にはある。

セルフチャージするN95マスクのプロトタイプ。

ただ、ヘルスケアワーカーがシフトが終わる毎にマスクを分解するとは考えにくい。これを行うサービスと特別なマスクのタイプが(もし効果的であればの話だが)できるかもしれない一方で、研究チームは常に自動でリチャージするバッテリー内蔵マスクの可能性も研究した。

失われたマスクの電気をリアルタイムに充足するのに役立つソリューションが理想的だ。このセクションでは、リチャージ方法の論理拡張として、マスクがチャージされた状態を保てる概念実証のメソッドを提供する。

フィルターの材料が電気を保ち、そのために効果的にフィルタリングできるテクニックをテストした。必要とされる電流は極めて小さく、大型バッテリーは不要であるため、コンパクトで実用的なソリューションは実現可能だ。

上の写真にあるのがプロトタイプで、開発チームは有効であることを確かめている。

もちろん、展開の用意はまだできていない。IEEE SpectrumはN95マスクの開発者であるPeter Tsai(ピーター・ツァイ)氏に意見を求めた(IEEE Spectrum記事)。ツァイ氏は、フィルタリング効果をテストする研究チームの方法は「かなり疑わしい」が、研究の他の部分は問題ないとの考えを示した。

明日あるいは来週にも病院で使用されるというわけではないが、研究チームは「我々のメソッドは実際に利用可能な設備や材料で実行でき、都市部と地方の両方で展開できる」と論文に書いている。徹底的にテストされれば、こうしたリチャージ可能なマスクがあらゆるところに登場することになるかもしれない。そうなることを願おう。

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(翻訳:Mizoguchi

ホワイトハウスが建設会社にN95マスクを病院に寄付するよう依頼

米国のwペンス副大統領は3月17日、新型コロナウイルスタスクフォースの記者会見で建設会社に対し、地元の病院にN95マスクの在庫を寄付するとともに、当面は新規発注を控えるよう要請した。この種のマスクは0.3ミクロンの粒子の少なくとも95%をブロックできるが、現在著しく不足している。

N95マスクは微小粒子を捕集できるため、例えばコンクリート粉塵の多い現場で建設作業員が使う。現在、この種のマスクが不足しており、価格は往々にして非常に高い。WHO(世界保健機関)はほとんどの人にマスクの使用を推奨していないものの、とにかく多くの人がマスクを購入した結果、不足する事態となっている。例えば、Home Depot(ホームデポ)では現在完全に売り切れている

「建設会社に対し、N95マスクの在庫を地元の病院に寄付し、産業用マスクの発注を控えるよう要請する。本日議会で進行中の法案に含めるよう大統領が求めた内容のためだ。建設現場で使用する産業用マスクは、医療従事者が呼吸器疾患から自らを守る目的で使用してもまったく問題ない」とペンス氏は述べた。「建設会社にお願いしたいのは、これは大統領が自身の経歴から非常によく知っていることだが、N95マスクを地元の病院に寄付し、今後の発注を控えることだ」。

ペンス副大統領とトランプ大統領は本日のブリーフィングで、政府は必要に応じて軍が野戦病院を設立したり、既存施設の拡張を可能にしたりできるよう検討していると述べた。

現在米政府が建設会社にN95マスクの寄付を依頼しなければならないという事実が、感染拡大への準備がどれほど不十分だったかをはっきりと示している。

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(翻訳:Mizoguchi