Máscaras de pano sob o microscópio: imagens impressionantes mostram as mais eficazes

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Tramas, fios, emaranhados e nós: as máscaras de tecido que hoje usamos todos os dias, vistas ao microscópio, oferecem um caleidoscópio de imagens surpreendentes.

Uma equipe de pesquisadores do  Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) observou de perto a estrutura das fibras, o maravilhoso entrelaçamento, em nível microscópico, das máscaras que usamos todos os dias. O objetivo era fornecer aos cientistas informações importantes sobre as propriedades de filtragem das partículas de diferentes tecidos.

Mas o que saiu é um mundo lindo, estruturado e tecido que agora temos bem sob nossos olhos.

Máscaras de poliéster

©NIST

O poliéster é um material sintético que, como muitos tecidos, é feito de fibras individuais agrupadas em fios e, em seguida, tecidas em conjunto. Esta imagem (ACIMA) mostra as formas das seções transversais das fibras individuais. Os pesquisadores usaram imagens como essa para medir a largura de fibras individuais, uma variável chave que afeta a filtragem de partículas. A barra de escala inteira nesta imagem é 125 μm, ou milionésimos de um metro, um pouco mais larga do que um cabelo humano médio.

Os aerossóis que podem conter o coronavírus variam em tamanho, mas os menores podem ter um centésimo da largura das fibras nesta imagem, e alguns são ainda menores. As máscaras de tecido não pegam todos esses pequenos aerossóis, mas pegam muitos, o que retarda a propagação da doença.

Máscaras de algodão

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©NIST

Esta imagem (ACIMA) mostra a seção transversal de uma flanela de algodão e sua textura. Além de medir a largura de fibras individuais, os pesquisadores usaram imagens como essa para medir a espessura dos tecidos, outra variável importante que afeta sua capacidade de filtrar partículas.

Além de medir essas variáveis ​​microscópicas, os pesquisadores também mediram o desempenho de filtração do tecido. Isso permitiu que eles entendessem como essas variáveis ​​afetam a filtragem e como as máscaras funcionam no nível microscópico.

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©NIST

Esta imagem (ACIMA) mostra vistas de cima para baixo da flanela de algodão (esquerda) e poliéster (direita). A trama da flanela de algodão está escondida sob uma teia desorganizada de fibras entrecruzadas. Essas fibras em relevo tornam a flanela macia ao toque. Pelo contrário, as fibras do poliéster são muito organizadas e consistentes.

Os pesquisadores do NIST acreditam que as flanelas de algodão são filtros particularmente bons, em parte por causa do arranjo caótico de suas fibras. Isso aumenta a chance de um aerossol que passa pelo tecido colidir com uma fibra e grudar nela.

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©NIST

Esta imagem (ACIMA) mostra as fibras individuais de flanela de algodão. Quando você respira através de uma máscara, o ar flui ao redor dessas fibras e os aerossóis são arrastados. Os aerossóis podem ser muito pequenos, mas têm alguma massa. À medida que o ar “enrola” em torno das fibras, alguns dos aerossóis não conseguem girar rápido o suficiente e se estilhaçar e grudar nelas.

Vistas de perto, as fibras de algodão mostram dobras sobre dobras. Isso aumenta a quantidade de superfície à qual um aerossol pode aderir. Além disso, as fibras de algodão são hidrofílicas, elas adoram água: ao absorver pequenas quantidades dela do hálito de uma pessoa, as fibras de algodão criam um ambiente úmido dentro do tecido. Conforme as partículas microscópicas passam, elas absorvem parte dessa umidade e ficam maiores, o que aumenta a probabilidade de ficarem presas.

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©NIST

Este poliéster (ACIMA) visto de cima para baixo mostra como as fibras permanecem bem agrupadas.

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©NIST

As fibras de poliéster são feitas por um processo denominado ‘extrusão’, no qual a matéria-prima do polímero é espremida por uma abertura, como o espaguete saindo de uma máquina de macarrão. Isso faz com que as fibras tenham um perfil transversal consistente e, neste caso, um exterior liso com uma área de superfície menor do que as fibras de algodão.

Máscaras de rayon

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©NIST

Alguns tecidos são mais difíceis de classificar. Rayon é considerado sintético, mas é derivado de plantas. Para criá-lo, os fabricantes tratam materiais vegetais como o bambu com produtos químicos. Isso libera uma fibra vegetal chamada celulose, que é então reestruturada em um material macio e extrudada em fibras de rayon. O resultado é um material híbrido. As fibras são hidrofílicas, como muitos materiais naturais, mas possuem um formato transversal, como muitos sintéticos. No entanto, os tecidos de algodão são filtros muito melhores do que o rayon.

mascara-poliester

©NIST

Embora o algodão seja melhor para as máscaras de tecido usadas pela maioria das pessoas, concluem os cientistas, as máscaras médicas são diferentes. Esta imagem em cores falsas (ACIMA) mostra uma seção transversal de uma camada de uma máscara respiratória N95, incluindo o material do filtro, mostrado em roxo, e o material de proteção ao seu redor. Esta estrutura em camadas se repete para proteção adicional. O material do filtro é obtido derretendo e soprando polipropileno, um tipo de plástico, em uma rede bastante caótica. As fibras são muito menores e têm uma área de superfície muito maior do que as fibras de algodão, razão pela qual este é um material de filtro particularmente eficaz.

Fonte: NIST

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Nascida e criada em São Paulo, é publicitária formada pela Faculdade Cásper Líbero e Master em Programação Neurolinguística. Trabalha como redatora publicitária, redatora de conteúdo e tradutora de inglês e espanhol. Apaixonada por animais e viagens, morou no Canadá e no Uruguai, e não dispensa uma oportunidade de conhecer novos lugares e culturas.
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