N95マスクに静電気を充電する方法を開発 – 東京 – QLifePro医療ニュース

新型コロナの影響で、世界中のN95マスクが不足

東京大学は12月17日、一度失われたN95マスクを放電ヴァンデグラフ起電機で充電する方法を開発したと発表した。 この研究では、同大学の生産技術研究所の杉原かおり講師らの研究グループによるもの。 研究成果は、「Soft Matter」に掲載されている。

画像資料より

N95マスクは、メルトブローという技術で生成された静電気を帯びたポリプロピレンマイクロファイバーが主原料となっている。 このポリプロピレンマイクロファイバーメッシュの穴の大きさは、数マイクロメートル程度であるため、通気性がマスクに加工した場合は、この素材を使用して、呼吸をすることができますが、くしゃみをするときの水しぶきのような穴の大きさよりも小さな粒子も把握することができている。 水しぶきは、多くの場合、静電気ているため、ポリプロピレンの電荷と相互作用して、吸着などでフィルタリングすることができる仕組みだ。

新型コロナウイルス感染の影響で、世界中のN95マスク不足の問題となった。 特に日本は、国内で製造することができるところが限られており、マスクを輸入に依存しているため、過剰な供給不足が発生した。 この問題を受けて、世界の研究機関がN95マスクの再利用方法についての研究を報告しているが、静電気を維持しながら、ウイルスを不活性化させる最良の方法は、まだ発見されていない。

慈悲など一度失われた静電気をヴァンデグラフ起電機で充電

今回の研究グループは、慈悲など一度失われた静電気をヴァンデグラフ起電機という安価で安全な装置を用いて充電する方法を開発した。

N95マスクは、一般的に3枚構造をしており、ポリプロピレンマイクロファイバーが保護膜によって挟まれている。 マスクの静電気は、正確にマスク請求する料金のだが、電位計と呼ばれる機器を利用して、その電荷が作る電位を測定し、強度を調べることができる。 電位計は、マスクとセンサーの距離を一定に測定することができるので、この距離を固定する機構を作りました。

この装置を利用して、マスクの静電気を測定した結果、製造会社と保存方法などの違いが見えますが、ポリプロピレン表面には負の帯電が見えた。 これらのマスクを使用した後、再利用を再現するために、高圧洗浄、慈悲などの方法を利用して、滅菌する静電気が落ちる様子が観察された。

ウイルス不活性化の過程で、一度失われたマスクで静電気、ヴァンデグラフ起電機による充電を試みた。 ヴァンデグラフ起電機は、内蔵されたモーターがベルトを回すことで、摩擦による静電気を作成大きな金属製のボールに負の電荷を小さな金属製のボールに正の電荷を貯める装置である。 2つの球の間にマスクを挟んで放電させることで、静電気をマスクに移すことができる。 この方法で充電して、一度はほぼ完全に失われたマスク静電気が復活することを確認した。 したがって、フィルタの能力も回復することを確認することができる。

安全かつ安価にN95マスクを再利用する可能性

慈悲時のマスクの変形などはまだ課題は残っているが、この発見に安全かつ安価にN95マスクを再利用する方法が確立される可能性がある。 ポリプロピレンマイクロファイバーは、マスク以外にも、空気清浄機など、様々なフィルタとして使用されている。 今後ヴァンデグラフ起電機を利用したポリプロピレンマイクロファイバーの再利用方法をマスクに加えて、他の分野に応用することで、ゴミを減らし、廃品をリサイクルするように奨励する持続可能な技術を提供していていきたいと考えていると研究チームは述べている。（QLifePro編集部）