科学者たちは、コロナウイルスに対する最善の防御策を見つけるために日用品をテストしています。枕カバー、フランネルパジャマ、折り紙の真空バッグなどがすべて候補です。
連邦保健当局は現在、コロナウイルスのパンデミック中に顔を覆うために布地を使用することを推奨している。しかし、どの素材が最も保護力を発揮するのでしょうか?
アメリカ疾病予防管理センターは、ハンカチやコーヒーフィルターを使って作った継ぎ目のないマスクの型紙や、家庭にある輪ゴムや折りたたんだ布を使ってマスクを作るビデオを公開した。
シンプルなフェイスカバーは、感染者の咳やくしゃみによって引き起こされる外来細菌を防ぎ、コロナウイルスの蔓延を減らすことができますが、専門家は、手作りマスクが着用者を細菌からどの程度保護できるかは、製品の性別と品質の適合性に依存すると述べています。使用した材料。
国中の科学者は、微細な粒子をよりよく濾過できる日常的な材料の特定に着手しました。最近のテストでは、HEPAストーブフィルター、掃除機バッグ、600枚の枕カバー、フランネルパジャマに似た生地が高いスコアを獲得しました。積み重ねられたコーヒーフィルターは中程度のスコアでした。スカーフとハンカチの素材のスコアは最低でしたが、それでも少数の粒子を捕捉しました。
テスト済みの素材がない場合は、簡単な光テストを行うことで、その生地がマスクに最適であるかどうかを判断できます。
ウェイク・フォレスト・バプティスト・ヘルス社の麻酔科長であるスコット・シーガル博士は、「明るい光の下に置いてください」と最近自家製マスクを研究したと述べた。「光が実際に繊維を容易に通過し、繊維がほとんど見える場合、それは良い生地ではありません。厚手の生地で織っていて光をあまり通さないものは、そういう素材を使いたいのです。」
研究者らは、実験室での研究はマスクに漏れや隙間がない完璧な条件下で実施されたことを覚えておくことが重要だが、この試験方法は材料を比較する方法を提供してくれると述べた。一部の手作りマスクのフィルタリングレベルは低いようですが、私たちのほとんど（自宅に留まり、公共の場で社会的距離を保っている人）は、医療従事者が必要とする高度な保護を必要としません。さらに重要なことは、特にウイルスに感染しているがウイルスに感染していることを知らない人がマスクを着用している場合、どのようなマスクであっても、マスクを着用しないよりは優れているということです。
自作マスクの素材を選択する際の最大の課題は、ウイルス粒子を捕捉するのに十分な密度を持ちながらも通気性があり、実際に着用するのに十分な生地を見つけることです。インターネットで宣伝されている商品の中には濾過スコアが高いものもありますが、この素材は摩耗しません。
ミズーリ工科大学の環境工学助教授であるワン・ワン氏は、大学院生と協力して、エアフィルターや生地などの多層材料のさまざまな組み合わせに取り組みました。ワン博士は、「粒子を効果的に除去できる物質が必要だが、呼吸も必要だ」と述べた。ワン博士は昨秋、国際エアロゾル研究賞を受賞した。
日常の材料をテストするために、科学者は医療用マスクのテストに使用されるのと同様の方法を使用しており、感染者を訪問した結果、高線量のウイルスにさらされた医療従事者は費用を免除されるべきであることに誰もが同意しています。N95 ガスマスクと呼ばれる最高の医療用マスクは、0.3 ミクロンもの小さな粒子を少なくとも 95% 除去します。対照的に、一般的なサージカルマスク (伸縮性のあるイヤリングが付いた長方形のプリーツ生地を使用して作られた) の濾過効率は 60% ～ 80% です。
ワン博士のチームは 2 種類のエアフィルターをテストしました。アレルギーを軽減する HVAC フィルターが最も効果的に機能し、1 層で粒子の 89% を捕捉し、2 層で粒子の 94% を捕捉します。炉のフィルターは 2 層で水の 75% を捕捉しますが、95% に達するには 6 層必要です。テストしたフィルターと同様のフィルターを見つけるには、最小効率報告値 (MERV) 評価が 12 以上、または粒子性能評価が 1900 以上であることを探してください。
エアフィルターの問題は、吸い込むと危険な可能性がある小さな繊維が落ちる可能性があることです。したがって、フィルターを使用する場合は、2枚の綿布の間にフィルターを挟む必要があります。ワン博士によると、大学院生の一人がCDCのビデオの指示に従ってマスクを自作したが、正方形のスカーフに何層ものフィルター素材を追加していたという。
ワン博士のチームはまた、一般的に使用される特定の生地を使用した場合、2 層では 4 層よりも保護力がはるかに低いことも発見しました。600 スレッドカウントの枕カバーは 2 枚重ねても粒子の 22% しか捕捉できませんが、4 層では粒子のほぼ 60% を捕捉できます。厚いウールのスカーフは 2 層で粒子の 21%、4 層で粒子の 48.8% をフィルターします。綿 100% ハンカチのパフォーマンスは最も悪く、2 枚重ねても 18.2%、4 枚重ねでも 19.5% にすぎませんでした。
チームはまた、Brew Rite と Natural Brew のバスケット コーヒー フィルターもテストしました。コーヒーフィルターを3段に重ねた場合、濾過効率は40%～50%になりますが、他のフィルターに比べて通気性が低くなります。
幸運にもそのキルトを見つけたら、マスクを作ってもらうように頼んでください。ノースカロライナ州ウィンストンセーラムのウェイクフォレスト再生医療研究所で行われたテストでは、縫い合わせた布地を使って作った自家製マスクが効果があることが判明した。この研究を担当するウェイクフォレストバプテスト衛生局のシーガル博士は、キルトには高品質で番手の高い綿が使用される傾向があると指摘しました。彼の研究によると、最高の自家製マスクは外科用マスクと同等かそれよりわずかに優れており、テストされた濾過範囲は 70% ～ 79% です。シーガル博士は、可燃性の布地を使用した手作りマスクの濾過率はわずか1％であると述べた。
最も優れたデザインは、高品質の厚手の「キルトコットン」を 2 層にして作られたマスク、厚手のバティック生地で作られた 2 層マスク、内側の層と外側の層がフランネルであることです。二層マスク。コットン。
米国縫製製造者協会のエグゼクティブディレクター、ボニー・ブラウニング氏は、キルトにはしっかりと織られた綿やバティック生地が好まれ、時間が経っても耐久性があると述べた。ブラウニングさんは、プリーツマスクを作る際、ほとんどのミシンは生地を2層しか扱えないが、4層の保護を望む人は一度に2枚のマスクを着用できると述べた。
ブラウニングさんは、最近フェイスブックでこのキルトに出会い、合計1万5000枚近くのマスクを作った71人の人々の声を聞いたと語った。ケンタッキー州パデューカに住むブラウニングさんは、「うちのミシンはとても複雑です」と語った。私たちのほとんどが持っていることの 1 つは、生地を隠すことです。
裁縫が苦手な人は、インディアナ大学のインテリアデザイン助教授、ジャン・ウー・ウー氏が作った折り紙マスクを試してみるといいだろう。ウーさんは、息をのむような折り畳むアート作品で知られています。彼女は、香港で兄から（通常はマスクを着用しているときに）提案されて以来、タイベックと呼ばれる医療および建築材料と真空バッグを使用した折りたたみタイプのデザインを始めたと言います。マスク。それ。（タイベックの製造元であるデュポンは声明の中で、タイベックはマスクではなく医療衣料用に設計されたと述べた。）折りたたみ可能なマスクの型紙はオンラインで無料で入手でき、ビデオでは折りたたみプロセスが示されている。ミズーリ大学とバージニア大学が実施したテストでは、科学者らは真空バッグが粒子の 60% ～ 87% を除去したことを発見しました。ただし、一部のブランドの真空バッグにはグラスファイバーが含まれている場合や、他の素材に比べて呼吸が難しい場合があるため、使用しないでください。ウーさんは EnviroCare Technologies のバッグを使用していました。同社は紙袋や合成繊維袋にはガラス繊維を使用していないとしている。
ウーさんは「裁縫をしない人たちにも選択肢を作りたい」と語った。彼女は、マスクを折りたたむのに効果的な他の素材を見つけるためにさまざまなグループと話し合っています。「さまざまな資材が不足しているため、真空バッグさえもなくなる可能性があります。」
テストを実施する科学者が使用する標準の厚さは 0.3 ミクロンです。これは、国立労働安全衛生研究所が医療用マスクに使用する測定基準だからです。
バージニア工科大学のエアロゾル科学者でウイルス伝播の専門家でもあるリンジー・マー氏は、このサイズの粒子は捕捉するのが最も難しいため、人工呼吸器とHEPAフィルターの認証方法は0.3ミクロンに焦点を当てていると述べた。直観に反しているように思えるかもしれないが、0.1ミクロンより小さい粒子はランダムな動きが多く、フィルターの繊維に当たるため、実際には捕捉しやすいと彼女は述べた。
「コロナウイルスは0.1ミクロン程度であっても、0.2ミクロンから数百ミクロンまで様々な大きさで浮遊します。これは、人が呼吸器の飛沫からウイルスを放出するためで、飛沫には塩分も多く含まれています。マー博士は、たとえ液滴中の水が完全に蒸発したとしても、依然として多量の塩が存在し、タンパク質やその他の残留物は固体またはゲル状物質の形で残ります。NIOSH が使用している最小濾過効率はこのサイズ付近になるため、0.3 ミクロンが依然として目安として有用であると思います。」