Si vous envisagez d’acheter un masque facial pour vous protéger et protéger les autres contre le COVID-19, assurez-vous qu’il s’agit d’un masque à trois couches. Vous avez peut-être déjà entendu cette recommandation, mais les chercheurs ont maintenant trouvé une raison supplémentaire pour laquelle les masques à trois couches sont plus sûrs que les alternatives à une ou à deux couches.
La gouttelette impactant la surface du masque est enregistrée à 20 000 images par seconde. Ces images de séquence temporelle de l’impact de gouttelettes sur un masque simple, double et triple couche montrent que le nombre total de gouttelettes atomisées est significativement plus élevé pour le masque monocouche par rapport au masque double couche, alors qu’un seul la gouttelette pénètre à travers le masque triple couche. Crédit: Basu et al, Science Advances, 5 mars 2021
Alors que ce conseil était à l’origine basé sur des études qui montraient que trois couches empêchaient les petites particules de passer à travers les pores du masque, les chercheurs ont maintenant montré que les masques chirurgicaux à trois couches sont également plus efficaces pour empêcher les grosses gouttelettes de tousser ou d’éternuer de se atomiser en plus petites. gouttelettes.
Ces grosses gouttelettes contre la toux peuvent pénétrer à travers les masques à une ou deux couches et se atomiser en gouttelettes beaucoup plus petites, ce qui est particulièrement crucial car ces gouttelettes plus petites (souvent appelées aérosols) peuvent persister dans l’air pendant de plus longues périodes de temps. Les chercheurs ont étudié des masques chirurgicaux à une, deux et trois couches pour démontrer ce comportement.
Les chercheurs ont rapporté leurs résultats dans Progrès scientifiques.
Diagramme schématique de la charge virale piégée à l’intérieur de la couche de masque. Les gouttelettes et les virus ne sont pas dessinés à l’échelle. Crédit: Basu et al, Science Advances
L’équipe note que les masques à simple et double couche offrent une protection en bloquant une partie du volume liquide de la gouttelette d’origine et sont nettement meilleurs que de ne pas porter de masque du tout. Ils espèrent que leurs conclusions sur la taille idéale des pores des masques, l’épaisseur du matériau et la stratification pourront être utilisées par les fabricants pour produire les conceptions de masques les plus efficaces.
À l’aide d’un générateur de gouttelettes et d’une caméra accélérée à grande vitesse, l’équipe d’ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego, de l’Indian Institute of Science et de l’Université de Toronto a découvert que, de manière contre-intuitive, de grosses gouttelettes respiratoires contenant des particules émulatrices de virus (VEP) se atomisent lorsqu’ils atteignent un masque monocouche, et beaucoup de ces VEP traversent cette couche.
Pensez-y comme une goutte d’eau se brisant en gouttelettes plus petites lorsqu’elle est pressée à travers un tamis. Pour une gouttelette de 620 microns – la taille d’une grosse gouttelette provenant d’une toux ou d’un éternuement – un masque chirurgical monocouche ne limite qu’environ 30 pour cent du volume des gouttelettes; un masque à double couche fonctionne mieux, limitant environ 91 pour cent du volume des gouttelettes; tandis qu’un masque à trois couches a une éjection de gouttelettes négligeable, presque nulle.
« Alors que l’on s’attend à ce que les grosses particules solides de l’ordre de 500 à 600 microns soient arrêtées par un masque monocouche avec une taille moyenne de pores de 30 microns, nous montrons que ce n’est pas le cas pour les gouttelettes de liquide », a déclaré Abhishek Saha, professeur de génie mécanique et aérospatial à l’UC San Diego et co-auteur de l’article. «Si ces grosses gouttelettes respiratoires ont une vitesse suffisante, ce qui se produit pour la toux ou les éternuements, lorsqu’elles atterrissent sur une seule couche de ce matériau, elles se dispersent et se pressent à travers les pores plus petits du masque.»
C’est un problème. Les modèles de physique des gouttelettes ont montré que si ces grosses gouttelettes devraient tomber très rapidement au sol en raison de la gravité, ces gouttelettes maintenant plus petites, de 50 à 80 microns passant à travers la première et la deuxième couche d’un masque resteront dans l’air, où ils peuvent se propager à des personnes à de plus grandes distances.
L’équipe d’ingénieurs – qui comprend également les professeurs Swetaprovo Chaudhuri de l’Université de Toronto et Saptarshi Basu de l’Indian Institute of Science – était bien versée dans ce type d’expérience et d’analyse, même si elle était habituée à étudier l’aérodynamique et la physique des gouttelettes. pour des applications comprenant les systèmes de propulsion, la combustion ou les sprays thermiques. Ils se sont tournés vers la physique des gouttelettes respiratoires l’année dernière lorsque la pandémie de COVID-19 a éclaté, et depuis lors, ils étudient la le transport de ces gouttelettes respiratoires et leurs rôles dans la transmission des maladies de type Covid-19.
«Nous faisons beaucoup d’expériences d’impact de gouttelettes dans nos laboratoires», a déclaré Saha. «Pour cette étude, un générateur spécial a été utilisé pour produire une gouttelette à mouvement relativement rapide. La gouttelette a ensuite été autorisée à atterrir sur un morceau de matériau de masque – qui pourrait être une couche simple, double ou triple, selon ce que nous testons. Simultanément, nous utilisons une caméra haute vitesse pour voir ce qui arrive à la gouttelette. »
À l’aide du générateur de gouttelettes, ils peuvent modifier la taille et la vitesse de la gouttelette pour voir comment cela affecte le flux de la particule.
La source: UC San Diego
