Les scientifiques mettent les masques à l’épreuve – avec un iPhone et un laser

Grâce aux lois fiables de la physique qui décrivent la relation entre la taille d’une particule et la quantité de lumière qu’elle émet lorsqu’elle est diffusée par un faisceau laser dans l’objectif d’une caméra, Fischer a pu recalculer la taille de la plus petite particule qu’ils pouvaient détecter: un demi-micron. Sachant cela, il a été capable d’écrire rapidement un morceau de code informatique qui a ouvert la séquence vidéo, suivi les particules d’individus d’une image à l’autre et quantifié le nombre de particules détectables émises. En fin de compte, cela a produit une image du nombre de particules accumulées dans la boîte pendant environ 35 secondes de conversation. C’était le contrôle.

Ensuite, il a répété l’expérience en portant 14 masques différents, y compris des masques chirurgicaux N95 – à valve et sans valve -, un bandana, un cache-cou en élasthanne et des masques en coton de différents modèles. Ensuite, son équipe, qui comprenait une poignée de collègues de physique et d’ingénierie collaborant à distance, a comparé le rapport de gouttelettes produites en portant chacune au contrôle sans masque et a classé chacune en conséquence. Ces résultats ont été publiés vendredi à Progrès scientifiques.

De loin, le masque qui bloquait le mieux les particules expirées d’un haut-parleur était le N95 ajusté et sans valve, pour lequel «nous n’avons détecté aucune particule», explique Fischer. Le masque chirurgical a fonctionné de manière similaire, bloquant presque toutes les particules de parole détectables, suivi des masques en coton contenant une couche de polypropylène. La plupart des autres masques en coton sont tombés au milieu du paquet, ainsi que les masques N95 à valve, qui sont conçus pour protéger l’utilisateur des menaces environnementales inhalées telles que la fumée des incendies de forêt, la pollution et les agents pathogènes – mais comme ils contiennent une soupape d’expiration, ne font pas grand-chose pour bloquer particules potentiellement infectieuses de s’échapper. Le bandana n’a presque rien fait. Mais ce n’était même pas le pire. Le cache-cou, fabriqué dans un tissu léger et respirant, préféré des coureurs et des cyclistes, laisse passer encore plus de particules que le groupe témoin – 110% par rapport au fait de ne pas porter de masque du tout.

Si vous vous demandez comment cela est même possible, vous n’êtes pas seul. Fischer était également perplexe. Puis il est retourné et a regardé à nouveau les images de lui-même portant le cache-cou. «Vous pouvez voir que ce n’est pas seulement qu’il y a plus de particules, mais qu’en moyenne, les particules sont beaucoup plus petites», dit-il. Son équipe pense que le matériau extensible et poreux fracture en fait des gouttelettes plus grosses et plus lourdes, les éclatant en particules plus minuscules qui peuvent plus facilement rester en suspension dans l’air.

Si cela est vrai, cela ferait exploser la maxime selon laquelle tout masque vaut mieux que pas de masque, déclare Kimberly Prather, chercheuse sur les aérosols environnementaux à l’UC San Diego qui n’a pas participé à l’étude. Mais il y a une autre explication possible: peut-être que les particules supplémentaires ne sont pas toutes des gouttelettes respiratoires. Au lieu de cela, il pourrait s’agir de fibres qui se détachent du matériau lui-même. Il a été démontré que cela se produisait auparavant et serait assez facile à tester, mais Fischer et ses co-auteurs ne l’ont pas fait. «Les éclats seraient mauvais, mais nous ne savons pas avec certitude que c’est ce qui se passe», dit Prather.

Elle souligne également que la taille de l’échantillon pour la plupart des tests de masque est précisément une personne. L’étude ne rend pas compte de toute la variabilité dans la façon dont les formes de visage et les modes de parole des gens peuvent affecter l’efficacité des différents types de masques. Ainsi, bien que les résultats de ce projet correspondent à d’autres études plus vastes et plus rigoureuses, il ne faut pas trop se pencher sur les résultats de performance des masques individuels basés sur cette seule étude, dit-elle.

Pourtant, Prather est impressionné par le fait que la technique de l’équipe de Duke peut détecter des particules jusqu’à un demi-micron. La plupart des méthodes de visualisation laser ne sont sensibles qu’à environ 20 microns. «C’est un gros problème, car cela capte les aérosols – les particules qui sortent pendant la parole – pas seulement les plus grosses gouttelettes émises lors de la toux ou des éternuements», dit-elle. «En gardant les choses en perspective, je pense que ce sera un excellent outil de comparaison pour examiner la variabilité entre les personnes, plus de conditions. Il y a beaucoup de choses que vous pouvez faire avec la configuration qu’ils ont développée. »

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Written by Naruto Uzumaki

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