DIY钳工开发,提高口罩过滤

獾印章是一款口罩钳工,它有一个柔软的、可调节的“框架”,有弹性,可以作为耳环或头后佩戴,可以在几分钟内制作完成,以提高口罩的过滤效果和提高PPE质量。

通过蕾妮·梅尔 2020年9月28日

无论是自制还是商业制造,透气布和一次性口罩适合每个人的情况都不一样,在顶部、两侧、底部或任何组合上留下空隙,可能会让COVID-19病毒颗粒逸出。

现在,威斯康星大学麦迪逊分校的一个工程师团队开发了一种简单而廉价的diy贴合器,可以确保佩戴者的鼻子、嘴巴和面部密封性更强。

被称为獾密封在美国,口罩钳子是一个柔软的、可调节的“框架”,它有松紧带,可以戴在耳环上,也可以戴在头后面。使用现成的材料,如弹性绳,泡沫丝或管道清洁器,钳子很容易在家里几分钟内制作。

根据威斯康星大学麦迪逊分校教授斯科特·桑德斯和大卫·罗思默进行的研究,当戴在非医用级一次性口罩上时,獾海豹能显著提高口罩的过滤性能机械工程以及在内燃机过程中测量气体和颗粒的专家。

獾海豹的创意源自桑德斯对口罩功效的研究。在这些测试中,桑德斯使用了一个戴着各种面罩的人体模型——一个盾牌、一个自制的四层紧密编织口罩和一个一次性非医用过滤口罩——来演示人类呼吸中的微小颗粒和打喷嚏中的较大液滴是如何从每个口罩中逃逸或被困住的。

在他的测试中,桑德斯还把面具的边缘贴在人体模型的脸上——结果,毫无疑问,得到了最好的过滤性能。虽然假人模特可能不介意用胶带封住口罩,但桑德斯知道,对于那些想要“提升”口罩性能的人来说,他需要一个实用的解决方案。

他求助于列侬·罗杰斯(Lennon Rodgers),后者专门从事工程设计,并负责格兰杰工程设计创新实验室(Grainger engineering design Innovation Laboratory)工程makerspace威斯康辛大学麦迪逊分校。在COVID-19大流行期间,罗杰斯首创了几种个人防护装备(PPE)解决方案,这些解决方案目前在世界各地广泛使用。

桑德斯和罗杰斯进行了初步的网络搜索,找到了一些使用橡皮筋、3d打印和更多定制设计的口罩贴合器解决方案。由于成本、舒适度和可调节性,他们发现的设计似乎都无法被广泛采用。

罗杰斯在网上快速订购了十几种不同的候选材料,然后开始了迭代的工程设计和原型制作过程。桑德斯和罗思默在改进每个面具贴合器原型的同时,对其进行了测试,直到团队得出一款既有效又舒适的獾海豹。

桑德斯说:“将獾海豹添加到三层一次性口罩中有助于控制气溶胶和飞沫。”“对于佩戴者来说,每次呼吸时,口罩材料都会进进出出,这就是紧绷的标志。”

创客空间的员工和学生已经在内部制作了大约2500个钳工,其中许多已经分发给了威斯康辛大学麦迪逊分校的特定教职员工,包括负责深入清洁一些大学宿舍的夜班员工。

大学住房部宿舍楼设施主任迈克·金德曼(Mike Kinderman)说:“他们被使用在一个已经需要戴一次性口罩的地方。”“上夜班的人说,他们确实在工作。这就像你事后看到的那些发明,然后想,‘有人想出了一种方法,可以把面具更紧地贴在你的脸上。为什么我没有发明这个?’”

罗杰斯说,他希望有一家公司能接受獾海豹的设计,并将其商业化生产。不过,使用网站上发布的开源设计,在家也很容易做獾海豹网站.在创客空间大厅里,还有一个为威斯康辛大学麦迪逊分校社区成员提供的自制站。

迈克尔·阿诺德是威斯康星大学麦迪逊分校的教授材料科学与工程为大一学生开设材料体验课程。这学期,他们的第一个实践活动是使用如何制作獾海豹的视频。

桑德斯说,獾海豹是全国许多公共部门的人很好的口罩。他甚至把这段视频分享给了妈妈:“她有一些当老师的朋友,想要做钳子来增强口罩的效果。”

阿诺德也从他的学生那里得到了积极的反馈,其中许多人开始定期佩戴獾海豹。“如果制作和佩戴口罩钳工这样简单的措施就能让口罩更好地工作,而且佩戴者的成本和麻烦都很小,那么为什么不是每个人都想戴口罩呢?”他说。

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作者简介:威斯康辛大学麦迪逊分校的通讯主任Renee Meiller说。