Чжифэн Рэн (Zhifeng Ren), директор Техасского центра сверхпроводимости, совместно с Монзером Гурани (Monzer Hourani), генеральным директором компании Medistar, специализирующейся на строительстве медицинских учреждений, и другими исследователями разработал воздушный фильтр, который, как утверждается в издании Materials Today Physics, мгновенно убивает коронавирус. Об этом пишет Scitechdaily.
Исследователи сообщают, что в ходе испытаний в Национальной лаборатории Галвестона 99,8 % нового вируса SARS-CoV-2, вызывающего Covid-19, были убиты за один проход через фильтр, изготовленный из коммерчески доступной никелевой пены нагретой до 200 °С. В лаборатории медицинского факультета Техасского университета также был проведен тест и его результаты показали, что фильтр убивает 99,9% спор сибирской язвы.
«Фильтр можно использовать в аэропортах и на борту самолетов, в офисных зданиях, школах, на борту круизных лайнеров, чтобы предотвратить распространение Covid-19», отмечает Рэн, врач и профессор кафедры физики центра Anderson, соавтор научной статьи. «Возможности фильтра контролировать распространение вируса могут оказаться очень полезными для общества». Руководство компании Medistar также предлагает настольный вариант фильтра для очищения воздуха в помещении, где находятся сотрудники.
Рэн говорит, что компания Medistar обратилась в Техасский центр сверхпроводимости при Хьюстонском университете 31 марта, когда в США была пандемия коронавируса, с просьбой помочь разработать концепцию воздушного фильтра, задерживающего вирус.
Первыми авторами работы стали: Луо Ю (Luo Yu ) с кафедры физики и Хьюстонского университета, доктор Гаррет Пил (Dr. Garrett K. Peel) из Medistar и доктор Файзал Чима (Dr. Faisal Cheema) из медицинского колледжа.
Исследователи знали, что вирус может оставаться в воздухе примерно 3 часа, следовательно, необходимо разрабатывать фильтр, который сможет быстро убить вирус. По мере возвращения компаний к работе после пандемии, крайне актуальным стал поиск решения проблемы распространения вируса в помещениях с кондиционерами.
Специалисты компании Medistar также знали, что вирус не выживает при температуре 70 °С, поэтому было принято решение разрабатывать фильтр с подогревом. Если температура в фильтре будет около 200 °С, то вирус будет уничтожен практически мгновенно.
Рэн предложил использовать никелевую пену и обосновал тем, что этот материал удовлетворяет сразу нескольким требованиям. Во-первых, пена пористая, значит пропускает поток воздуха. Во-вторых, она проводит электричество, следовательно ее можно нагревать. Кроме того, никелевая пена очень гибкая. Однако она обладает низким электрическим сопротивлением, поэтому будет сложно повысить температуру до такого значения, чтобы вирусы быстро погибали.
Исследователям удалось решить эту проблему, свернув пену в несколько слоев. Получилось несколько отделений, соединенных электрическими проводами, что увеличило сопротивляемость пены и теперь она может выдержать температуру до 250 °С.
Так как фильтр можно нагревать при помощи электричества, а не использовать дополнительные внешние источники, это позволяет свести к минимуму потерю тепла из фильтра и следовательно, кондиционеры воздуха могут работать с минимальной нагрузкой.
Прототип фильтра создали на местном предприятии и впервые протестировали в лаборатории Рэна, чтобы установить взаимосвязь между напряжением/током и температурой. Затем фильтр отправили в лабораторию Галвестона, чтобы проверить его способность уничтожать вирус. Рэн отметил, что фильтр удовлетворяет требованиям стандартных систем обогрева, вентиляции и кондиционирования.
«Эта новая технология биологической защиты воздуха в помещении обеспечивает защиту против вируса SARS-CoV-2, передающегося воздушно-капельным путем и станет одной из важнейших доступных технологий борьбы с сегодняшней пандемией и другими биологическими угрозами внутренней среды в будущем», отметил Чима.
Гурани и Пил призвали к постепенному внедрению устройства, «начиная с наиболее приоритетных областей, где работники подвергаются высокому риску заражения (особенно школы, больницы и учреждения здравоохранения, а также транспорт, например самолеты)».
Это позволит улучшить безопасность для работников на передовой в незаменимых отраслях, а также всех остальных людей, которые возвращаются на свои рабочие места.
