ساخت یک ماسک عجیب و غریب از سوی دانشمندان

خبرآنلاین: بیماری‌های عفونی-تنفسی همه‌گیر هستند و می‌توانند از طریق میکروقطرات یا ذرات معلق در هوا منتقل شوند؛ اما فناوری به کار گرفته شده در این ماسک می‌تواند این ویروس‌ها را حتی در غلظت‌های بسیار کم در مایع یا گاز تشخیص دهد. ادغام یک سیستم اینترنت بی‌سیم از اشیاء، ماسک را قادر می‌سازد تا هوای اطراف را آنالیز کند و در صورت شناسایی ویروس و قبل از ابتلا به عفونت، فرد را از طریق یک هشدار آگاه کند. ساختار ماسک‌های بیوالکترونیک شبیه یک سیستم هشداردهنده اولیه، برای جلوگیری از شیوع بیماری‌های عفونی-تنفسی، عمل می‌کنند.

این ماسک به ابزارهای الکترونیکی متصل است و می‌تواند سیگنال‌های دریافتی را در زمان معین پردازش کرده و در صورت شناسایی ویروس، هشدار لازم را به مصرف‌کننده صادر کند.

یین فانگ، دانشمند علم مواد در دانشگاه تونگجی شانگهای و نویسنده‌ی این تحقیق، گفت: «تحقیقات پیشین به خوبی اثبات کرده‌اند که استفاده از ماسک، در کاهش خطر شیوع و ابتلا به بیماری مؤثر است؛ از این رو ما تلاش کردیم ماسکی طراحی کنیم که بتواند وجود ویروس را در هوا تشخیص دهد و به کسی که از این ماسک استفاده می‌کند، هشدار شناسایی ویروس را اعلام کند». همچنین او گفت: این ماسک، بخصوص در فضاهای بسته و سرپوشیده که به عنوان اماکن پرخطر برای انتقال ویروس شناخته می‌شوند، به خوبی عمل می‌کند.

نحوه عملکرد این ماسک چگونه است؟

دانشمندان حسگر کوچک موجود در ماسک را با آپتامرها طراحی کردند؛ «آپتامر» نوعی مولکول مصنوعی است که می‌تواند مانند آنتی‌بادی‌ها، پروتئین‌های بیماری‌زا را شناسایی کند. در این ماسک از سه نوع آپتامر استفاده شده که می‌توانند پروتئین‌های سطحی ویروس کرونا، آنفولانزای H۵N۱ و آنفولانزای H۱N۱ را شناسایی کنند.

در صورت تشخیص پروتئین‌های موردنظر توسط آپتامرها، یک ترانزیستور روی سنسور ماسک فعال می‌شود و در عرض ۱۰ دقیقه یک پیام هشدار به موبایل صاحب ماسک ارسال می‌کند.

این ماسک می‌تواند ویروس‌های تنفسی موجود در قطرات یا ذرات معلق در هوا را شناسایی کند. ویروس‌های پراکنده در هوا عمدتاً عامل انتشار بیماری‌هایی چون کووید-۱۹ یا H۱N۱ (ویروس آنفولانزای خوکی) هستند و اغلب در هنگام صحبت کردن، سرفه یا عطسه‌ی افراد آلوده به دیگران انتقال می‌یابند.

عملکرد این ماسک در فضای بسته چگونه ارزیابی می‌شود؟

طبق گفته‌ی فانگ، این ماسک در فضاهایی با تهویه نامناسب یا ضعیف (مانند آسانسور یا اتاق‌های سرپوشیده)، که خطر ابتلا در آن‌ها بالاست، بسیار قوی عمل می‌کند.

دانشمندان ماسک را در یک محیط بسته آزمایش کردند و مقادیری پروتئین سطح ویروسی را روی ماسک اسپری کردند. این حسگر نمونه‌هایی را با ۰.۳ میکرولیتر مایع حاوی پروتئین‌های ویروسی شناسایی کرد که به گفته فانگ ۷۰ تا ۵۶۰ برابر کمتر از حجم مایعِ تولیدشده در یک عطسه و بسیار کمتر از حجم تولیدشده در حین سرفه یا صحبت کردن است.

یین فانگ اضافه کرد: در صورت ظهور ویروس‌های تنفسی جدید، می‌توان ماسک را به راحتی برای شناسایی آن ویروس‌ها آپدیت کرد.

این تیم در تلاش است تا در تحقیقات بعدی خود، زمان تشخیص ویروس در ماسک را به حداقل رسانده و حساسیت سنسور را افزایش دهد.