Tygmaskerna många idrottar nu för tiden erbjuder ett visst skydd mot COVID-19. Dock, de ger vanligtvis mycket mindre än de professionella N95-maskerna som används av vårdpersonal.

Det kan snart ändras. Nyligen, studenter från BYUs College of Engineering slog sig ihop med Nanos Foundation för att utveckla ett nanofibermembran som kan läggas in mellan tygbitarna i en hemmagjord mask.

Medan dagens typiska tygmask kan blockera färre än 50 % av viruspartiklarna, membranet – som kan tillverkas med enkla, billiga material – kommer att kunna blockera 90 till 99 % av partiklarna, öka effektiviteten samtidigt som andningsförmågan bibehålls.

Membranen tillverkas genom en process som kallas "elektrospinning, " vilket innebär att lösa upp en polymerplast i en lösning och sedan använda en elektrisk ström för att flytta en droppe av polymeren nedåt genom en nål. När droppen accelererar, den sträcker sig till en mycket liten fiber som behåller en statisk laddning.

"De här nanofibrerna landar slumpmässigt på en samlare för att skapa ett slags icke-vävt nät, sa Katie Varela, en BYU maskiningenjör senior i projektgruppen.

Den återstående laddningen i fibrerna är fördelaktig, hon förklarade, eftersom viruspartiklar också har en statisk laddning. "När de kommer nära din mask, de kommer att attraheras statiskt av masken och kommer inte att kunna gå igenom den, och så hindrar det dig från att andas in virus."

Förutom den dramatiska förbättringen av effektivitet, en annan viktig fördel med nanofibermaskerna är att till skillnad från traditionella N95-masker, som har rykte om sig att vara heta och kvav, de tillåter cirkulation av (filtrerad) luft, vatten och värme.

"Det är inte bara svårt att hitta en N95-mask nuförtiden, men den bästa masken är värdelös om du inte vill bära den, sade Will Vahle, direktör på Nanos Foundation. "Våra nanofibermembran är sex gånger lättare att andas igenom än befintliga N95-masker, gör dem svalare, tork, och bekvämare."

Gruppen planerar att göra instruktionerna för att skapa membranen öppen källkod. De hoppas att ideella organisationer använder instruktionerna för att skapa lokala sajter där människor kan ta in sina masker för att förses med ett membran. De hoppas också att andra ingenjörer kommer att använda deras arbete som en språngbräda för att producera effektivare filter.

"Vi hade vår egen egenutvecklade nanofiberproduktionsprocess, " sa Vahle om projektets ursprung, "men vi insåg, Hallå, vi har viss expertis i det här – varför tar vi inte ihop det här och släpper en version som vem som helst kan göra?"

När Vahle och hans kollegor kontaktade BYU för att samarbeta i projektet, BYU "hoppade på tillfället, " sa Vahle. Förutom att tillhandahålla finansiering och faciliteter, universitetet förband företaget med "fantastiska studenter, som verkligen har visat en otrolig arbetsmoral och en drivkraft att hjälpa människor i nöd."

Att använda banbrytande vetenskap för att få en omedelbar positiv inverkan har också varit mycket värdefullt för BYU-studenterna i projektet.

"Denna erfarenhet gör saker väldigt verkliga, " sa Varela. "Jag är verkligen glad att jag kan hjälpa till med denna kamp mot covid-19 för att hjälpa människor runt om i världen och i mitt samhälle."