Alat Sederhana Mengevaluasi Kinerja Topeng di Blocking Droplets

Sebuah studi bukti konsep menemukan bahwa beberapa penutup wajah yang umum digunakan dapat bekerja lebih buruk daripada tanpa masker sama sekali.

Masker telah muncul sebagai salah satu prakarsa kesehatan masyarakat paling penting dari pandemi COVID-19, tetapi masker datang dalam berbagai bentuk, mungkin sulit untuk mengetahui mana yang paling berhasil untuk memblokir tetesan pernapasan dan semprotan kecil di udara.

Sebuah studi yang diterbitkan 7 Agustus di Science Advances sebagai bukti konsep merinci metode baru untuk dengan mudah memvisualisasikan tetesan yang dipancarkan saat berbicara dan efisiensi kasar dari berbagai jenis topeng dalam meminimalkan penyebarannya. Penulis menggunakan laser yang murah tapi kuat untuk membuat layar cahaya yang tersebar ketika partikel melewatinya. Dari selusin topeng yang mereka uji, beberapa melakukan pekerjaan yang jauh lebih baik dalam meredam jumlah partikel yang terdeteksi oleh laser.

“Kami tahu bahwa semua masker tidak diciptakan sama,” Erica Shenoy, kepala asosiasi unit pengendalian infeksi di Rumah Sakit Umum Massachusetts yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, mengatakan kepada The Scientist melalui email. “Studi ini menguatkan perbedaan dalam kinerja relatif dari banyak jenis topeng yang kita semua lihat setiap hari saat berada di luar dan di depan umum.”

Dorongan untuk proyek tersebut datang ketika seorang perancang kostum balet yang tidak bekerja mengirim pesan ke Eric Westman, spesialis pengobatan obesitas di Duke University Health System, di media sosial. Dia telah mendengar bahwa Westman sedang bekerja untuk mencari dan membuat topeng untuk warga yang rentan, dan dia ingin menawarkan timnya pembuat kostum yang menganggur. “Orang-orang ini yang terbiasa menggunakan kain ini untuk kostum ballroom. . . sekarang menggunakan bahan yang indah ini ”untuk membuat topeng, kata Westman.

Lihat “Bagaimana Masker Wajah Mencegah Penyebaran COVID-19”
Westman membutuhkan cara sederhana untuk menguji keefektifan bahan yang berbeda, jadi dia mengangkat telepon dan menelepon departemen fisika di Duke University. Martin Fischer, seorang ahli dalam pencitraan biomedis, mengambil tantangan tersebut, membawa putrinya yang masih kuliah sehingga keduanya dapat bekerja sama tanpa takut menularkan virus ke orang lain.

Bersama-sama, mereka membuat alat sederhana dari kotak karton, laser, lensa, dan kamera ponsel pintar yang mampu menangkap bukti terlihat dari partikel di udara. Fischer menggunakan lensa silindris untuk meregangkan berkas laser yang seperti pensil menjadi “lembaran tipis” yang tipis, melewati celah di sisi kotak yang menghitam. Ketika seseorang berbicara ke dalam kotak, partikel-partikelnya melintasi lembaran cahaya, menyebarkan cahaya ke berbagai arah. Sebuah kamera di ujung lain merekam yang tersebar, yang muncul di video sebagai lampu hijau yang berkedip, dan algoritma komputer sederhana menghitung jumlah tetesan dan kecepatan mereka melewati lembaran. Seluruh biaya penyiapan hanya di bawah $ 200.

DI ATAS: SHAWN ROCCO / DUKE HEALTH PHOTOGRAPHY
Masker telah muncul sebagai salah satu prakarsa kesehatan masyarakat paling penting dari pandemi COVID-19, tetapi masker datang dalam berbagai bentuk, mungkin sulit untuk mengetahui mana yang paling berhasil untuk memblokir tetesan pernapasan dan semprotan kecil di udara.

Sebuah studi yang diterbitkan 7 Agustus di Science Advances sebagai bukti konsep merinci metode baru untuk dengan mudah memvisualisasikan tetesan yang dipancarkan saat berbicara dan efisiensi kasar dari berbagai jenis topeng dalam meminimalkan penyebarannya. Penulis menggunakan laser yang murah tapi kuat untuk membuat layar cahaya yang tersebar ketika partikel melewatinya. Dari selusin topeng yang mereka uji, beberapa melakukan pekerjaan yang jauh lebih baik dalam meredam jumlah partikel yang terdeteksi oleh laser.

“Kami tahu bahwa semua masker tidak diciptakan sama,” Erica Shenoy, kepala asosiasi unit pengendalian infeksi di Rumah Sakit Umum Massachusetts yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, mengatakan kepada The Scientist melalui email. “Studi ini menguatkan perbedaan dalam kinerja relatif dari banyak jenis topeng yang kita semua lihat setiap hari saat berada di luar dan di depan umum.”

Dorongan untuk proyek tersebut datang ketika seorang perancang kostum balet yang tidak bekerja mengirim pesan ke Eric Westman, spesialis pengobatan obesitas di Duke University Health System, di media sosial. Dia telah mendengar bahwa Westman sedang bekerja untuk mencari dan membuat topeng untuk warga yang rentan, dan dia ingin menawarkan timnya pembuat kostum yang menganggur. “Orang-orang ini yang terbiasa menggunakan kain ini untuk kostum ballroom. . . sekarang menggunakan bahan yang indah ini ”untuk membuat topeng, kata Westman.

Lihat “Bagaimana Masker Wajah Mencegah Penyebaran COVID-19”
Westman membutuhkan cara sederhana untuk menguji keefektifan bahan yang berbeda, jadi dia mengangkat telepon dan menelepon departemen fisika di Duke University. Martin Fischer, seorang ahli dalam pencitraan biomedis, mengambil tantangan tersebut, membawa putrinya yang masih kuliah sehingga keduanya dapat bekerja sama tanpa takut menularkan virus ke orang lain.

Bersama-sama, mereka membuat alat sederhana dari kotak karton, laser, lensa, dan kamera smartphone yang mampu menangkap gambar yang terlihat.

Lihat “Ilmuwan Mendesak Pertimbangan Penularan SARS-CoV-2 di Udara”
Hasilnya, kata Fisher, adalah “pembuka mata untuk berapa banyak partikel yang melayang-layang” bahkan ketika orang hanya berbicara. Ketika berbicara tanpa topeng, Westman dan Fischer menemukan bahwa orang menghembuskan napas ratusan tetes per detik, banyak di antaranya terlalu kecil untuk dideteksi dengan mata telanjang tetapi masih menyala hijau di dalam kotak.

Di antara banyak topeng yang mereka uji, N95 tanpa katup memiliki kinerja terbaik, dengan hanya 0,1 persen partikel yang berhasil melewati lembaran cahaya; versi dengan katup mungkin melakukan pekerjaan yang baik untuk melindungi pemakainya, tetapi masih memungkinkan partikel keluar saat seseorang mengeluarkan napas. Masker kapas yang dijahit dengan tangan yang terdiri dari setidaknya dua lapisan juga bekerja dengan baik, seperti halnya masker bedah sekali pakai, sangat mengurangi jumlah partikel yang menyebar ke udara saat berbicara.

Tetapi bandana katun dan pelindung leher tipe Buff yang terbuat dari spandeks berkinerja buruk, dan pada kenyataannya terkadang menyebabkan lebih banyak tetesan melewati balok daripada yang terdeteksi di kontrol. Penulis menghubungkan temuan ini dengan semacam efek parutan keju: partikel yang lebih besar melewati bahan berpori dipecah menjadi aerosol yang lebih kecil. “Saya datang dengan pemikiran bahwa segala sesuatu lebih baik daripada tidak sama sekali,” kata Westman. “Tapi gagasan bahwa itu adalah tautan bisa mengubah dinamika.”

Studi ini hanyalah bukti konsep yang dimaksudkan untuk menunjukkan kegunaan penyetelan laser dan bukan untuk menarik kesimpulan luas tentang kemanjuran masker yang berbeda. Para peneliti mengambil sampel hanya apa yang ada dan hanya menggunakan satu pembicara untuk menguji semua 14 jenis. Kemungkinan, kata penulis, variasi antara individu berdasarkan nada, volume, pengucapan, dan bahkan bahasa, serta perbedaan kualitas kain dan kesesuaian topeng, dapat mengubah temuan mereka. Jika didukung oleh studi lebih lanjut, hasilnya menunjukkan bahwa masker N95 yang langka paling baik ditinggalkan untuk pekerja garis depan, karena warga rata-rata dapat puas dengan masker yang dibuat di rumah.

Selain ukuran sampel yang relatif kecil, Shenoy menambahkan, ada kemungkinan bahwa tidak semua tetesan ditangkap dalam hitungan karena pengaturan eksperimental dan keterbatasan dalam sensitivitas deteksi kamera ponsel, terutama untuk partikel yang lebih kecil.

Lihat “Bagaimana Pernafasan Kami Membantu Menyebarkan Patogen Seperti SARS-CoV-2”
Para penulis, yang saat ini mencoba untuk mematenkan produk baru mereka, membayangkannya digunakan di pusat komunitas umum atau museum sebagai alat pendidikan untuk menunjukkan kepada orang-orang mengapa topeng sangat penting dan cara terbaik untuk memakainya. Selain itu, mungkin berguna bagi perusahaan yang membuat masker untuk dengan mudah menguji keefektifan produk mereka, atau di negara miskin sumber daya sebagai alternatif yang lebih murah untuk penyortir partikel laser yang mahal. Menurut Bax, “ini kembali ke ide untuk dapat memvisualisasikan apa yang terjadi, memvisualisasikan tetesan, dan memahami bahwa semua orang meludah saat berbicara.”

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *