Marie Leroy
Un nouveau matériau qui emmagasine une chaleur mortelle pour les virus sur sa area extérieure tout en restant frais sur l’envers pourrait transformer la façon dont nous fabriquons et utilisons les équipements de defense individuelle (EPI), réduisant ainsi la air pollution et l’empreinte carbone associées aux matériaux et pratiques actuels.
Le matériau composite à base de textile développé par les ingénieurs de l’Université Rice utilise le chauffage Joule pour décontaminer sa surface area des coronavirus comme le SRAS-CoV-2 en moins de 5 secondes, tuant efficacement au moins 99,9 % des virus. Les content articles portables fabriqués à partir de ce matériau peuvent gérer des centaines d’utilisations avec la possibilité qu’une seule paire de gants évite près de 20 livres de déchets qui auraient résulté de gants en nitrile à use exceptional jetés.
“L’augmentation de l’ampleur des déchets d’EPI et les problèmes causés par les pénuries de la chaîne d’approvisionnement pendant la pandémie nous ont fait prendre conscience de la nécessité d’EPI réutilisables”, a déclaré Marquise Bell, une étudiante diplômée en génie mécanique de Rice qui est l’auteur principal d’une étude sur le matériel publié. en matériaux appliqués et interfaces ACS. « Ce travail ouvre la voie à un changement systémique des EPI jetables à use one of a kind.
“Le meilleur, c’est que vous n’avez même pas besoin d’enlever les gants ou autres vêtements de safety pour les nettoyer. Ce matériau vous permet de décontaminer en quelques secondes, afin que vous puissiez vous remettre à la tâche à accomplir.”
À l’aide d’un courant électrique, le matériau chauffe rapidement sa area extérieure à des températures supérieures à 100 degrés Celsius (212 Fahrenheit), tout en restant proche de la température corporelle normale sur la face arrière, près de la peau de l’utilisateur, où elle atteint un utmost d’environ 36 C (97 F ).
“L’appareil doit devenir suffisamment chaud pour tuer efficacement les virus, mais pas au place de provoquer des brûlures ou une gêne chez l’utilisateur”, a déclaré Bell. “Nous avons inclus des mécanismes de sécurité pour garantir que cela ne se produise pas.”
Comparée à d’autres méthodes de décontamination, la chaleur sèche a tendance à être à la fois fiable et moins susceptible d’endommager l’équipement de safety. Cependant, fabriquer des appareils portables qui chauffent rapidement à des températures adéquates a nécessité beaucoup de travail.
“Notre laboratoire s’est beaucoup penché sur l’inactivation thermique des virus”, a déclaré Daniel Preston, professeur adjoint de génie mécanique et auteur de l’étude. “Nous avons commencé pendant la pandémie avec le soutien d’une subvention de la Nationwide Science Foundation, en essayant de comprendre le mécanisme par lequel ces virus sont inactivés et remark ils sont accélérés à des températures in addition élevées.”
Les recherches antérieures ont contribué à la conception du matériau. Yizhi Jane Tao, professeur de biosciences dont le laboratoire de virologie a mené des expériences pour confirmer les pouvoirs d’auto-décontamination du matériau, a déclaré qu’elle était impressionnée par la façon dont les données expérimentales correspondaient aux prédictions.
“Nous sommes très heureux de pouvoir apporter notre know-how à ce nouveau matériau”, a ajouté Tao.
Kai Ye, un étudiant diplômé du laboratoire Tao qui a contribué à la recherche, a déclaré que les gants ont bien géré « le test d’infectivité » et promettent de protéger contre d’autres virus similaires.
Compte tenu de la différence de température entre ses surfaces extérieure et intérieure, le matériau est étonnamment souple et léger – un exploit qui s’inscrit directement dans les recherches de Bell sur les matériaux textiles intelligents.
“J’étudie la mécanique, la thermodynamique et les processus de transfert de chaleur des biens textiles qui peuvent être superposés pour être utilisés dans des appareils fonctionnels portables”, a déclaré Bell, financé par une bourse de recherche pour les diplômés en technologie spatiale de la NASA. “Les combinaisons spatiales, par exemple, sont constituées de plusieurs couches : les couches les furthermore internes sont celles où se produisent une grande partie des fonctionnalités, à proximité du corps humain. Ensuite, vous avez de nombreuses couches d’isolation thermique entre les deux, complétées par des couches in addition fermes et furthermore protectrices. couches à l’extérieur de la combinaison.
“Je regarde remark nous pouvons utiliser des matériaux textiles intelligents et les intégrer dans des combinaisons spatiales pour réduire leur poids tout en ajoutant de la multifonctionnalité.”
Bell a participé cette année au NextProf Nexus, un atelier compétitif qui fait partie d’un « exertion national visant à renforcer et à diversifier la prochaine génération de leaders universitaires en ingénierie », selon le programme.
Co-organisé par l’Université du Michigan, l’Université de Californie à Berkeley et le Georgia Institute of Engineering, NextProf Nexus aide à préparer les étudiants en génie issus de groupes sous-représentés à naviguer sur le marché du travail universitaire, depuis la recherche de postes vacants et d’opportunités de financement jusqu’à l’élaboration de documents de candidature efficaces.
Cette année, NextProf a été organisé par Ga Tech et a accueilli sa in addition grande cohorte d’environ 70 individuals sur in addition de 300 candidats.
“Il devient de plus en plus réel que je sois maintenant dans la dernière partie de mon doctorat”, a déclaré Bell. “L’atelier a été une expérience additionally complète et in addition approfondie que ce à quoi je m’attendais initialement, et je suis vraiment heureux d’avoir eu l’opportunité d’y participer.”
La recherche a été soutenue par la Countrywide Science Foundation (2030023), la Welch Basis (C-1565), la NASA (80NSSC21K1276), le Countrywide GEM Consortium, la Rice Academy of Fellows et la Shared Machines Authority.
