Kopparskum används i masker

Människor blev vana vid att bära ansiktsmasker under covid-19-pandemin, men många masker är ömtåliga och svåra att desinficera. Metallskum är långvariga och deras små porer och stora ytor tyder på att de effektivt kan filtrera bort mikrober. Kopparnanotrådar har nu förvandlats till metallskum som skulle kunna användas i ansiktsmasker och luftfiltreringssystem, enligt forskare. Skummen filtrerar bra, är lätta att dekontaminera för återanvändning och är återvinningsbara.
När någon med en luftvägsinfektion, såsom SARS-CoV-2, hostar eller nyser, släpps små droppar och aerosoliserade partiklar ut i luften. Partiklar mindre än 0,3 m kan ligga kvar i luften i timmar, vilket gör material som kan fånga in dessa små partiklar idealiska för användning i ansiktsmasker och luftfilter. Vissa befintliga filtreringsmaterial har emellertid nackdelar. Glasfiber, kolnanorör och polypropenfibrer, till exempel, är inte tillräckligt hårda för att motstå upprepade saneringsprocedurer, och vissa förlitar sig fortfarande på elektrostatik, så de kan inte tvättas, vilket resulterar i massivt avfall.
Metallskum med mikroskopiska porer har nyligen utvecklats av forskare för att vara starkare och mer motståndskraftiga mot deformation, lösningsmedel och höga temperaturer och tryck. Som ett resultat satte de sig för att skapa och testa kopparskum för att se om de effektivt kunde ta bort submikrona aerosoler samtidigt som de förblir tillräckligt hållbara för att dekontamineras och återanvändas.

Forskarna skapade metallskum genom att skörda galvaniskt utfällda kopparnanotrådar och gjuta dem i ett fristående 3D-nätverk som stelnat med värme för att bilda starka bindningar. Ett andra lager av koppar tillsattes för att ytterligare stärka materialet. I tester höll kopparskummet sin form under tryck och vid höga lufthastigheter, vilket tyder på att det är hållbart för återanvändbara ansiktsmasker eller luftfilter och kan rengöras med tvätt eller tryckluft. Teamet fann att metallskummet hade utmärkt filtreringseffektivitet för partiklar i storleksintervallet 0.1-1.6 µm, vilket är relevant för att filtrera bort SARS-CoV-2. Deras mest effektiva material var en 2,5 mm tjock version med 15 volymprocent koppar. Detta skum hade en stor yta och fångade 97 % av 0.1-0.4 µm aerosoliserade saltpartiklar som vanligtvis används vid testning av ansiktsmasker. Enligt teamets beräkningar var andningsförmågan hos deras skum i allmänhet jämförbar med den hos kommersiellt tillgängliga ansiktsmasker av polypropylen N95. Eftersom det nya materialet är kopparbaserat bör filtren vara resistenta mot rengöringsmedel, vilket möjliggör många desinfektionsalternativ, och dess antimikrobiella egenskaper kommer att hjälpa till att döda fångade bakterier och virus, säger forskarna. De är också återvinningsbara.