طراحی ماسکی سازگار با ورزش و سطح آلودگی

ایران اکونومیست-محققان نوعی ماسک طراحی کرده‌اند که اندازه منافذ آن هنگام ورزش و برابر با میزان آلودگی هوا تغییر می‌کند.

کد خبر: ۳۹۲۷۲۴

تاریخ: ۱۲ مهر ۱۴۰۰ - ۱۲:۱۶

محققان موفق به طراحی نوعی ماسک شده‌اند که اندازه منافذ آن در پاسخ به شرایط مختلف مانند ورزش یا سطح آلودگی هوا تنظیم می‌شود، این امر باعث می‌شود که کاربر بتواند به راحتی نفس بکشد و نیازی به بالاترین سطوح فیلتراسیون نباشد.

ماسک‌های صورت به محافظت در برابر شیوع ویروس که عامل ایجاد کووید-۱۹ است، کمک می‌کند، اما افرادی که مشکلات تنفسی دارند برای از بین بردن آلاینده‌های مضر نیز از آن استفاده می‌کنند.

گاهی اوقات، سطح بالایی از فیلتراسیون مورد نیاز نیست، مانند زمانی که میزان آلودگی هوا کم است، یا هنگامی که شخصی به تنهایی در خارج از منزل ورزش می‌کند که معمولا برای انتشار کووید-۱۹ یک فعالیت کم خطر محسوب می‌شود؛ با این حال ماسک‌هایی که در حال حاضر توسط افراد استفاده می‌شود، توانایی سازگاری با شرایط مختلف را ندارند.

با گذشت زمان، نفس حبس شده و بازدم می‌تواند احساس رطوبت، گرما، بوی بد دهان و ناراحتی ایجاد کند، به ویژه هنگامی که نفس بیشتری در حین تمرین بیرون می‌آید. سونگ هوان کو و همکارانش به این فکر افتادند که ماسکی طراحی کنند که بتواند به طور خودکار ویژگی‌های فیلتراسیون خود را در واکنش به تغییرات شرایط تنظیم کند.

فیلتر هوای پویا با ریز حفره‌ها توسط دانشمندان طراحی شد که می‌تواند با کشش فیلتر گسترش یابد. این باعث می‌شود هوای بیشتری از آن عبور کند. افزایش شدید تنفس پذیری فیلتر از نانوالیاف الکتروریسی انجام شد و تنها با کاهش ۶ درصدی راندمان فیلتراسیون به دست آمد. علاوه بر این تیم برانکارد را در نزدیکی فیلتر قرار داد که به یک دستگاه سبک و قابل حمل حاوی پمپ هوا، حسگر و تراشه میکروکنترلر متصل بود.

این دستگاه بدون کابل، با یک رایانه خارجی با نرم افزار هوش مصنوعی (AI) که به ذرات معلق در هوا واکنش نشان می‌دهد و همچنین تغییرات در الگو‌های تنفسی کاربر در حین ورزش، ارتباط برقرار می‌کند. دو فیلتر در هر طرف ماسک صورت قرار گرفت و روی داوطلبان انسانی آزمایش شد.

هنگامی که یک کاربر در هوای آلوده ورزش می‌کرد، در مقایسه با زمانی که در هوای تمیز ورزش می‌کرد،این ماسک افزایش اندکی در اندازه منافذ ایجاد کرد. به طور قابل توجهی، نرم افزار AI تنفس را قادر می‌سازد تا با ویژگی‌های تنفسی ویژه افراد سازگار شود.

محققان احساس می‌کنند که می‌توان از این ماسک برای ایجاد ماسک صورت شخصی استفاده کرد. برای اینکه سیستم سبک‌تر، کوچکتر و سنگین‌تر شود، بالاخره برانکارد می‌تواند دوباره طراحی شود تا مکانیزمی بدون پمپ داشته باشد.