Умная маска для лица сама меняет размеры пор
За время пандемии коронавируса мы привыкли носить защитные маски, но это очень часто неудобно – особенно при выполнении физических упражнений. Впрочем, высокая степень фильтрации требуется не всегда: например, при низком уровне загрязнения воздуха или когда человек занимается спортом на свежем воздухе в одиночестве: такая активность не представляет особого риска для распространения COVID-19. Однако существующие маски не могут приспособиться к меняющимся условиям.
Журнал ACS Nano сообщил о создании динамического респиратора, который изменяет размер пор в зависимости от меняющихся условий, таких как физические нагрузки или уровень загрязнения воздуха, позволяя пользователю устройства дышать легче, когда не требуется максимальный уровень фильтрации. Профессор Сын Хван Ко (Seung Hwan Ko) из лаборатории прикладных нанотехнологий и термодинамики Сеульского национального университета (SNU) и его коллеги разработали маску, которая автоматически регулирует размер фильтрующих пор в зависимости от меняющихся условий во время занятий спортом.
Прототип устройства, созданный группой корейских ученых, включает в себя две пористые фильтрующие мембраны – по одной с каждой стороны лица пользователя – которые состоят из нановолокон эластомера, изготовленных методом электросплетения. Каждая мембрана в форме диска окружена пневматическим растягивающим механизмом в форме кольца. Этот механизм, в свою очередь, соединен с легким портативным устройством, содержащим датчик воздуха, воздушный насос и микроконтроллер. 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 сжаться, сокращая поры мембраны и обеспечивая максимальную степень фильтрации. Однако если датчик обнаруживает более чистый воздух наряду с учащенным дыханием, что характерно для относительно безопасных в плане заражения COVID физических упражнений на свежем воздухе, программное обеспечение заставляет кольцо раздуться. В результате размер пор увеличивается, что позволяет облегчить дыхание.
Испытания, проведенные на добровольцах, показали, что даже когда поры были достаточно большими, чтобы значительно улучшить воздухопроницаемость маски, эффективность фильтрации воздуха снизилась всего на 6 %.
Разработчики устройства рассчитывают, что в дальнейшем его можно будет сделать более легким, компактным и менее громоздким, отказавшись от насоса и перейдя на непневматический натяжной механизм.
См. также:
Xupermask – супермаска от Will.i.am и Honeywell
