El polímero líquido se estira para crear nanofibras que se utilizan para aumentar la eficiencia de las máscaras de tela. Crédito: Foto de BYU
Las máscaras de tela que muchos lucen en estos días ofrecen cierta protección contra COVID-19. Sin embargo, suelen proporcionar mucho menos que las máscaras profesionales N95 que utilizan los trabajadores sanitarios.
Eso puede cambiar pronto. Recientemente, estudiantes de la Facultad de Ingeniería de BYU se asociaron con Fundación Nanos para desarrollar una membrana de nanofibras que pueda colocarse entre las piezas de tela en una máscara casera.
Si bien la máscara de tela típica de hoy en día puede bloquear menos del 50% de las partículas de virus, la membrana, que se puede fabricar con materiales simples y económicos, podrá bloquear del 90 al 99% de las partículas, lo que aumentará la efectividad y preservará la transpirabilidad.
Ingeniería de BYU: nanofibras giratorias para hacer máscaras de tela normales tan resistentes como las máscaras N95. Video filmado por Brian Wilcox, producido por Julie Walker.
Las membranas se fabrican mediante un proceso llamado “electrohilado”, que consiste en disolver un plástico polímero en una solución y luego usar una corriente eléctrica para mover una gota del polímero hacia abajo a través de una aguja. A medida que la gota se acelera, se estira hasta convertirse en una fibra muy pequeña que retiene una carga estática.
“Esas nanofibras caen al azar en un colector para crear una especie de malla no tejida”, dijo Katie Varela, una ingeniera mecánica senior de BYU en el equipo del proyecto.
La carga restante en las fibras es beneficiosa, explicó, porque las partículas de virus también tienen una carga estática. “Cuando se acerquen a su máscara, se sentirán atraídos estáticamente por la máscara y no podrán atravesarla, por lo que evita que usted inhale virus”.
Además de la mejora espectacular de la eficacia, otro beneficio clave de las máscaras de nanofibras es que, a diferencia de las máscaras tradicionales N95, que tienen la reputación de ser calientes y congestionadas, permiten la circulación de aire (filtrado), agua y calor.
Una mirada de cerca a algunas nanofibras recientemente hiladas y colocadas en un disco para su prueba. Crédito: Foto de BYU
“No solo es difícil encontrar una máscara N95 en estos días, sino que la mejor máscara es inútil si no la usas”, dijo Will Vahle, director de la Fundación Nanos. “Nuestras membranas de nanofibras son seis veces más fáciles de respirar que las máscaras N95 existentes, lo que las hace más frescas, secas y más cómodas”.
El grupo planea hacer que las instrucciones para crear las membranas sean de código abierto. Esperan que las organizaciones sin fines de lucro utilicen las instrucciones para establecer sitios locales donde las personas puedan traer sus máscaras para colocarles una membrana. También esperan que otros ingenieros utilicen su trabajo como trampolín para producir filtros más efectivos.
“Teníamos nuestro propio proceso de producción de nanofibras patentado”, dijo Vahle sobre los orígenes del proyecto, “pero nos dimos cuenta de que tenemos algo de experiencia en esto, ¿por qué no reunimos esto y lanzamos una versión que cualquiera pueda hacer?”
Cuando Vahle y sus colegas se acercaron a BYU para colaborar en el proyecto, BYU “aprovechó la oportunidad”, dijo Vahle. Además de proporcionar financiación e instalaciones, la universidad conectó a la empresa con “estudiantes fantásticos, que realmente han demostrado una ética de trabajo increíble y un impulso para ayudar a las personas necesitadas”.
El uso de la ciencia de vanguardia para lograr un impacto positivo inmediato también ha sido muy valioso para los estudiantes de BYU en el proyecto.
“Esta experiencia hace que las cosas sean muy reales”, dijo Varela. “Estoy muy contento de poder ayudar en esta lucha contra COVID-19 para ayudar a personas de todo el mundo y en mi comunidad”.
