ويستخدم مفهومهم حمض الفوسفوريك وملح النحاس لقتل الفيروس، الذي يغطي طبقة من البوليانيلين - وهو بوليمر يمكن أن يغطي نسيج قناع الوجه العادي.
وتهاجم الطبقة الكيميائية المضادة للفيروسات قطرات الجهاز التنفسي، التي تحتوي على الفيروس.
وتتميز أقنعة الوجه المتوفرة على نطاق واسع بطبقة من القماش غير المنسوج - مصنوع عادة من مادة البولي بروبيلين - ما يمنحها قوة عالية.
ومن خلال محاكاة الاستنشاق والزفير والسعال والعطس في المختبر، وجد الباحثون أن بعض الأقمشة غير المنسوجة تعقم ما يصل إلى 82% من قطرات الجهاز التنفسي.
ويمكن أن تقدم الطبقة الكيميائية تحسينا لأقنعة الوجه العادية، والتي لا تمنع جميع القطرات المحملة بالفيروسات من الهروب من فم مرتديها وأنفه.
وقال قائد الدراسة جياشينغ هوانغ، من جامعة نورث وسترن في إلينوي: "ربما تكون الأقنعة أهم عنصر في معدات الحماية الشخصية اللازمة لمكافحة الوباء".
وسرعان ما أدركنا أن القناع لا يحمي الشخص الذي يرتديه فحسب، بل والأهم من ذلك أنه يحمي الآخرين من التعرض للقطرات والجراثيم التي يطلقها مرتديه.
وعلى الرغم من أن الأقنعة يمكن أن تمنع أو تعيد توجيه قطرات التنفس الزفير، إلا أن العديد من القطيرات والفيروسات المضمنة بها ما تزال تتسرب.
ومن هناك، يمكن أن تصيب القطيرات المحملة بالفيروس شخصا آخر بشكل مباشر، أو تهبط على الأسطح لإصابة الآخرين بشكل غير مباشر.
ويهدف فريق هوانغ إلى تغيير قطرات الهروب كيميائيا لجعل الفيروسات تتعطل بسرعة أكبر.
وأرادوا تحديد العوامل الجزيئية المضادة للفيروسات مثل أيونات الحمض والمعادن، التي يمكن أن تذوب بسهولة في القطرات المتسربة.
وبعد إجراء تجارب متعددة، اختاروا مادتين كيميائيتين مشهورتين مضادتين للفيروسات - حمض الفوسفوريك وملح النحاس.
ولا يمكن استنشاق أي منهما من قبل مرتدي قناع الوجه، وكلاهما يخلق بيئة كيميائية محلية تدمر الغلاف الفيروسي لـ SARS-CoV-2 - الطبقة الخارجية.
وقال هوانغ: "هياكل الفيروسات حساسة للغاية وهشة للغاية، وإذا تعطل أي جزء من الفيروس، فإنه يفقد القدرة على الإصابة".
وقام الفريق بتنمية طبقة من بوليمر بوليانيلين موصل على سطح ألياف نسيج القناع. وتلتصق المادة بشدة بالألياف، وتعمل كخزانات للأملاح الحمضية والنحاسية.
ووجد الباحثون أنه حتى الأقمشة الرخوة ذات الكثافة المنخفضة من الألياف بنسبة 11٪، مثل الشاش الطبي، قد غيرت 28٪ من الرذاذ التنفسي من حيث الحجم.
وبالنسبة للأقمشة الأكثر إحكاما، مثل المناديل الخالية من النسالة، وهي نوع الأقمشة المستخدمة عادة في المختبر للتنظيف، تم تعديل 82% من قطرات الجهاز التنفسي.
ويعد البوليانيلين - البوليمر الذي استخدموه في طلاء الأقمشة - مؤشر لوني رائع للحمض نفسه حيث يتحول من الأزرق الداكن إلى الأخضر.
ولذلك كان قادرا على قياس وتحديد درجة التعديل الكيميائي للقطرات المنفلتة.
ويرتدي الأشخاص أقنعة الوجه لحماية الآخرين من القطرات الفيروسية، التي قد تنبعث منها، بدلا من حماية أنفسهم.
وقال هوانغ: "يبدو أن هناك بعض الالتباس حول ارتداء القناع، حيث يعتقد بعض الناس أنهم لا يحتاجون إلى حماية شخصية".
وشُرح مفهوم القناع بالتفصيل في مجلة Matter.
المصدر: ديلي ميل