Des chercheurs de Hong Kong se développent

27 février 2023 Par Sean Whooley

Le filtre à air auto-chargeant (SAF) développé par le Dr Yang Zhengbao et son équipe de CityU. [Photo publiée avec l'aimable autorisation du groupe du Dr Yang Zhengbao à la City University of Hong Kong]

Les chercheurs disent que le masque peut se recharger, reconstituant en permanence sa charge électrostatique lorsque l'utilisateur porte et respire à travers le masque. Cela augmente les performances de filtrage en cas d'utilisation prolongée du masque jusqu'à quatre heures.

L'adsorption électrostatique est un complément important à la filtration mécanique dans l'utilisation des masques faciaux. Cette charge électrostatique des filtres diminue généralement avec le temps, en particulier dans des conditions humides.

Non seulement le masque dure plus longtemps que le port conventionnel de quatre heures d'un masque chirurgical, mais il profite également à l'environnement, a déclaré CityU.

"Bien que de nombreux rapports travaillent sur la reconstitution de la charge pour une efficacité d'adsorption électrostatique de longue durée, une source d'alimentation supplémentaire est généralement nécessaire, ce qui est encombrant et peu pratique", a déclaré le Dr Yang Zhengbao, qui a dirigé la recherche. "Nous avons développé un filtre à air efficace, durable et peu coûteux qui peut continuellement reconstituer la charge électrostatique de manière auto-rechargeable."

Yang est professeur agrégé au Département de génie mécanique et au Département de science et génie des matériaux à CityU. Lui et l'équipe ont introduit un filtre à air auto-chargeant (SAF) pour tirer parti de l'effet triboélectrique et obtenir une élimination efficace et prolongée des particules en suspension dans l'air.

Le masque prend en sandwich le milieu filtrant en nanofibres de fluorure de polyvinylidène (PVDF) électrofilé entre deux couches de tissu en nylon triboélectrique. Grâce à cela, le SAF génère en permanence des charges électrostatiques excitées par la respiration. Les chercheurs affirment qu'il a maintenu une efficacité élevée de 95,8 % après 60 heures de test. Ce test comprenait 30 heures de port.

"Alors que la couche intermédiaire va et vient entre les couches latérales avec respiration, un transfert de charge se produit entre le PVDF et le nylon en raison de leur grande différence d'affinité électronique, ce qui entraîne une charge négative de la couche de PVDF et une charge positive des couches de nylon", a déclaré Yang. "Ce processus d'auto-charge permet la reconstitution continue des charges électrostatiques et une adsorption électrostatique prolongée."

Les chercheurs ont également souligné le rapport coût-efficacité. Le coût des matières premières pour SAF pour la fabrication d'un masque s'élève à environ 6 ¢ (0,47 HK$). Ils ont dit que c'était moins cher que le coût de fabrication des masques chirurgicaux, N95, KF94 et KN95.

Selon CityU, la stratégie pourrait ouvrir une nouvelle voie pour des techniques de filtrage de l'air à haute efficacité et à longue durée de vie.

"Il est suggéré de changer les masques chirurgicaux toutes les quatre heures dans un environnement à haut risque, mais le grand nombre de masques jetés entraîne de graves problèmes environnementaux", a déclaré Yang. "Nous nous attendons à ce que cette stratégie d'auto-charge prolonge considérablement la durée de vie des masques faciaux, améliore l'efficacité de la protection contre le coronavirus et réduise la charge environnementale causée par les masques jetés."