Med den globala spridningen av coronavirusinfektioner, personlig skyddsutrustning, speciellt ansiktsmasker, får mycket uppmärksamhet. Masker är väsentliga föremål för det primära skyddet av luftvägarna från virus och bakterier som överförs genom luften som droppar.

N95-masker är för närvarande svåra att få, så det finns ett akut behov av en säker metod för att förlänga deras användbarhet genom desinfektion och återanvändning med minimal förlust av prestanda och integritet. Partikelfiltrering och luftpermeabilitet är nyckelfaktorer för att bestämma prestanda vid rengöring och desinficering av N95-certifierade masker. Detta är avgörande för att förhindra infektioner. Shinshu University har en historia av forskning kring produktionsmetoder och tillämpningar av "nanofiber fiberduk" sedan före coronavirusutbrottet.

Mitt i den nuvarande sociala bakgrunden, en forskargrupp ledd av professor Ick Soo Kim vid Shinshu University's Institute for Fiber Engineering (IFES) med Ph.D. studenterna Sana Ullah och Azeem Ullah och professor Cha Hyung Joon från POSTECH (speciellt inbjuden professor i IFES) med Ph.D. eleverna Jaeyun Lee och Yeonsu Jeong, undersökte effektiviteten av att sterilisera N95-masker. De tittade på kommersiellt tillgängliga N95-masker av smältblåst nonwoven-tyg och nonwoven-nanofibermasker med N95-filter. De undersökte filtreringseffektiviteten, bärarens komfort, och filterformbyte efter tvätt och desinficering. Metoderna för desinfektionstest involverade direkt sprutning av 75% etanol på maskfiltret och lufttorkning, och blötläggning av maskfiltret i 75% etanollösning i 5 minuter till 24 timmar och låt det lufttorka naturligt.

Filtreringseffektiviteten för båda filtren (smältblåsta filtret och nanofiberfiltret) var 95 % eller mer före användning, vilket indikerar att bärarens andningsorgan effektivt kan skyddas. Testerna klargjorde också att insidan av filtret effektivt kan steriliseras genom att spraya etanol 3 gånger eller mer eller nedsänka det i en etanollösning i mer än 5 minuter. Dock, när masken återanvänds efter etanoldesinfektion, filtreringseffektiviteten för det smältblåsta filtret minskade till 64 %. Å andra sidan, nanofiberfiltret försämrades inte i filterprestanda även efter 10 eller fler användningar.

Smältblåsta filter fungerar enligt principen om elektrostatisk laddning för avlägsnande av partiklar, som ett resultat av etanolsprutning eller neddoppning av den elektrostatiska laddningen på ytan av smältblåst filter gick förlorad, så effektiviteten hos smältblåst filter minskade avsevärt. Å andra sidan, nanofiberfiltrets filtreringsmekanism är oberoende av statisk laddning och helt beroende av pordiameter, porfördelning, och morfologi av nanofibrer. Som i resultatet av desinfektion, morfologin hos nanofibrer påverkades inte, sålunda bibehöll den också sin filtrering lika optimal som den var före användning.

Dessutom, nanofiberfiltret har högre värmeutsläpp och prestanda för koldioxidutsläpp än det smältblåsta filtret, och uppvisar utmärkt andningsförmåga. Liknande, det bekräftades att nanofiberfiltret hade lägre cytotoxicitet än det smältblåsta filtret när ett säkerhetsexperiment med mänsklig hud och kärlceller utfördes.

Som nämnts ovan, båda maskfiltren har liknande filtreringsprestanda vid första användningen, men efter desinficering och återanvändning, nanofiberfiltret uppvisar inte prestandaförsämring. Med andra ord, nanofiberfilter kan enkelt steriliseras med etanol hemma och återanvändas flera gånger.

"Denna forskning är en experimentell verifiering av den biologiska säkerheten för nanofibermasker och underhåll av filtreringseffektivitet efter tvätt, som nyligen har blivit ett problem, " Professor Cha Hyung Joon säger, som var medordförande för forskningen. Professor Ick Soo Kim hoppas att nanofibermasker ska fungera som ett sätt att förebygga i den andra och tredje vågen av coronavirusinfektioner.