Espuma de cobre contra o Covid-19

Durante a pandemia de COVID-19, as pessoas se acostumaram a usar máscaras, mas muitas são feita com coberturas frágeis e não podem ser desinfetadas facilmente. Por outro lado, espumas de metal são duráveis e seus pequenos poros e grandes áreas superficiais sugerem que elas podem filtrar microrganismos como micróbios com eficácia. Essa característica motivou Kai Liu e colaboradores a transformar nanofios de cobre em espumas de metal que poderiam ser usados em máscaras faciais e sistemas de filtragem de ar. As espumas filtram com eficiência, descontaminam facilmente para reutilização e são recicláveis.

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Quando uma pessoa com uma infecção respiratória, como a SARS-CoV-2, tosse ou espirra, ela libera pequenas gotículas e partículas aerossolizadas no ar. Partículas menores que 0,3 μm podem permanecer no ar por horas, então os materiais que podem reter essas partículas minúsculas são ideais para uso em máscaras faciais e filtros de ar. Mas alguns materiais de filtro existentes têm desvantagens. Por exemplo, fibra de vidro, nanotubos de carbono e fibras de polipropileno não são duráveis o suficiente para passar por procedimentos de descontaminação repetidos, enquanto alguns ainda dependem da eletrostática para que não possam ser lavados, levando a grandes quantidades de resíduos. Recentemente, pesquisadores desenvolveram espumas metálicas com poros microscópicos que são mais fortes e resistentes à deformação, solventes e altas temperaturas e pressões.

A equipe de Kai Liu fabricaram espumas de metal colhendo nanofios de cobre eletrodepositados e lançando-os em uma rede 3D autônoma, que foi solidificada com calor para formar ligações fortes. Uma segunda camada de cobre foi adicionada para fortalecer ainda mais o material. Em testes, a espuma de cobre manteve sua forma quando pressurizada e em altas velocidades de ar, sugerindo que é durável para máscaras ou filtros de ar reutilizáveis e pode ser limpa com lavagem ou ar comprimido.

A equipe de pesquisadores descobriu que as espumas de metal tinham excelente eficiência de filtração para partículas dentro da faixa de tamanho de 0,1-1,6 μm, o que é relevante para filtrar o SARS-CoV-2. Seu material mais eficaz era uma versão de 2,5 mm de espessura, com o cobre ocupando 15% do volume. Essa espuma tinha uma grande área de superfície e aprisionava 97% de partículas de sal aerossol de 0,1-0,4 μm, que são comumente usadas em testes de máscara facial. De acordo com os cálculos da equipe de Kai Liu, a respirabilidade de suas espumas era geralmente comparável à das máscaras faciais de polipropileno N95 disponíveis no mercado. Como o novo material é à base de cobre, os filtros devem ser resistentes a agentes de limpeza, permitindo muitas opções de desinfecção, e suas propriedades antimicrobianas ajudarão a matar bactérias e vírus aprisionados, dizem os pesquisadores.

Além disso, as máscaras de metal são recicláveis e custariam cerca de US $ 2 por máscara no momento, e a desinfecção e reutilização estenderiam sua vida útil, tornando-os economicamente competitivos com os produtos atuais. Os pesquisadores estimam que os materiais custariam cerca de dois dólares por máscara no momento, e a desinfecção e reutilização estenderiam sua vida útil, tornando-os economicamente competitivos com os produtos atuais.

Fonte:

James Malloy, Alberto Quintana, Christopher J. Jensen e Kai Liu. Efficient and Robust Metallic Nanowire Foams for Deep Submicrometer Particulate Filtration