Niujorko Kornelio universiteto ekspertų sukurti vienkartiniai, skaidrūs šalmai yra prijungti prie siurblio, kuris sukuria atvirkštinį oro srautą aplink galvą. Tai užtikrina visų potencialiai virusą nešiojančių lašelių įstrigimą oro sraute, patenkančiame pro burnos angą, ir negalėjimą pabėgti iš šalmo.
Kartu su odontologais šią idėją taip pat galėtų pritaikyti otolaringologai – ausų, nosies ir gerklės gydytojai, kuriems taip pat reikia prieiti prie pacientų galvų ir kaklo.
Sveikatos priežiūros specialistams gresia didesnė COVID-19 infekcijos rizika, nes jie dažnai kontaktuoja su simptomus turinčiais ar besimptomiais pacientais. Šiuo metu gydytojus apsaugo N95 kaukės ir veido skydai, taip pat naudojamos tuščios klinikos patalpos arba vadinamosios „neigiamo slėgio“ patalpos su oro filtravimu.
Tačiau ekspertai perspėjo, kad šios priemonės yra brangios ir dažnai nėra nei labai veiksmingos, nei prieinamos, skirtingai nei naujasis apsauginis šalmas. Komandos sukurtas šalmas sujungtas su medicininiu oro filtravimo siurbliu, kuris sukuria atvirkštinį oro srautą, neleidžiantį kosulio lašeliams pasprukti iš šalmo.
Naudodami kompiuterinę skysčių dinamikos simuliaciją, mokslininkai nustatė, kad šalmas sugebės sulaikyti 99,6 proc. lašelių, išsiskiriančių šalmo dėvėtojo kosėjimo metu, per vieną dešimtąją sekundės.
„Jei naudosime tą patį oro siurblį, kad sukurtume neigiamo slėgio izoliacijos patalpą, 99 proc. ore esančių teršalų pašalinimas iš patalpos užtruks apie 45 minutes“, – sakė straipsnio autorius ir inžinierius Mahdi Esmaily.
Dizainas turi 1 milimetro storio permatomą apvalkalą, kuris visiškai uždaro galvą ir kaklą, išskyrus vakuuminį praėjimą ir angą, leidžiančią patekti į burną. Ant burnos prieigos angos pritvirtintas purkštukas skirtas pratęsti atstumą, kurį lašeliai turi judėti prieš srovę – taip sumažinant jų galimybę išeiti iš šalmo per angą. Taip pat purkštukas suteikia galimybę sklandesniam srovės perėjimui, o tai sumažina paciento diskomfortą, kurį sukelia oro turbulencija.
Šalmas taip pat galėtų gerokai sumažinti operacijų išlaidas pakeisdamas dabartinę praktiką, pavyzdžiui, dabar statomas neigiamo slėgio patalpas su oro filtravimu, kurios gali kainuoti net dešimtis tūkstančių eurų.
Tyrėjų teigimu, šalmo kaina gali būti apie 1,7 euro, jei jis būtų pagamintas iš vienkartinės medžiagos. Medicininės, didelio efektyvumo oro dalelių (HEPA) filtro neigiamo oro mašinos, skirtos maitinti šalmus, yra lengvai prieinamos ir kainuoja apie 833 eurus.
„Kitas mūsų žingsnis yra patobulinti šalmo dizainą, kad jis būtų efektyvesnis ir plačiau pritaikomas, – paaiškino straipsnio autorius ir mechanikos inžinierius Dongjie Jia iš Kornelio universiteto. – Po to mes planuojame sukurti šalmo prototipus ir atlikti eksperimentus, kad patikrintume mūsų simuliacijos prognozes.“
Komanda pridūrė, kad šalmo struktūrai įvertinti naudojama modeliavimo sistema gali būti naudojama tiriant kitus su dalelėmis susijusius reiškinius ir dizainus.
Visos tyrimo išvados paskelbtos žurnale „Physics of Fluids“.
