Pendant la pandémie de COVID-19, les gens se sont habitués à porter des masques faciaux, mais de nombreux revêtements sont fragiles et difficiles à désinfecter. Les mousses métalliques sont durables et leurs petits pores et leurs grandes surfaces suggèrent qu’elles pourraient filtrer efficacement les microbes.
Maintenant, les chercheurs rapportent dans ACS ‘ Nano Lettres ont transformé les nanofils de cuivre en mousses métalliques qui pourraient être utilisées dans les masques faciaux et les systèmes de filtration de l’air. Les mousses filtrent efficacement, se décontaminent facilement pour être réutilisées et sont recyclables.
Un filtre en mousse à base de cuivre qui pourrait un jour être utilisé dans les masques faciaux ou les purificateurs d’air repose sur les poils d’une plante, illustrant sa nature légère. Crédit d’image: Adapté de Nano Letters 2021, DOI: 10.1021 / acs.nanolett.1c00050
Lorsqu’une personne atteinte d’une infection respiratoire, telle que le SRAS-CoV-2, tousse ou éternue, elle libère de petites gouttelettes et des particules en aérosol dans l’air. Les particules inférieures à 0,3 µm peuvent rester en suspension dans l’air pendant des heures, de sorte que les matériaux qui peuvent piéger ces minuscules particules sont idéaux pour une utilisation dans les masques faciaux et les filtres à air. Mais certains matériaux filtrants existants présentent des inconvénients. Par exemple, la fibre de verre, les nanotubes de carbone et les fibres de polypropylène ne sont pas assez durables pour subir des procédures de décontamination répétées, tandis que certains dépendent en outre de l’électrostatique afin qu’ils ne puissent pas être lavés, ce qui entraîne de grandes quantités de déchets.
Récemment, des chercheurs ont développé des mousses métalliques avec des pores microscopiques qui sont plus solides et plus résistants à la déformation, aux solvants et aux températures et pressions élevées. Ainsi, Kai Liu et ses collègues voulaient développer et tester des mousses de cuivre pour voir si elles pouvaient éliminer efficacement les aérosols submicroniques tout en étant suffisamment durables pour être décontaminées et réutilisées.
Les chercheurs ont fabriqué des mousses métalliques en récoltant des nanofils de cuivre électrodéposés et en les moulant dans un réseau 3D autonome, qui a été solidifié par la chaleur pour former des liaisons solides. Une deuxième couche de cuivre a été ajoutée pour renforcer davantage le matériau. Lors des tests, la mousse de cuivre a conservé sa forme lorsqu’elle était pressurisée et à des vitesses d’air élevées, ce qui suggère qu’elle est durable pour les masques réutilisables ou les filtres à air et qu’elle peut être nettoyée avec du lavage ou de l’air comprimé.
L’équipe a découvert que les mousses métalliques avaient une excellente efficacité de filtration pour les particules comprises entre 0,1 et 1,6 µm, ce qui est pertinent pour filtrer le SARS-CoV-2. Leur matériau le plus efficace était une version de 2,5 mm d’épaisseur, le cuivre occupant 15% du volume. Cette mousse avait une grande surface et a piégé 97% des particules de sel aérosol de 0,1 à 0,4 µm, qui sont couramment utilisées dans les tests de masques faciaux. Selon les calculs de l’équipe, la respirabilité de leurs mousses était généralement comparable à celle des masques faciaux en polypropylène N95 disponibles dans le commerce.
Comme le nouveau matériau est à base de cuivre, les filtres doivent être résistants aux agents de nettoyage, ce qui permet de nombreuses options de désinfection, et ses propriétés antimicrobiennes aideront à tuer les bactéries et les virus piégés, disent les chercheurs. De plus, ils sont recyclables. Les chercheurs estiment que les matériaux coûteraient actuellement environ 2 dollars par masque et que la désinfection et la réutilisation prolongeraient leur durée de vie, ce qui les rendrait économiquement compétitifs par rapport aux produits actuels.
La source: acs.org
