Koronavirus | Česko | Respirátor

Respirátor vyrobíte i na domácí 3D tiskárně, potvrdily testy. Pomůže kondom, dobrá struna i sůl

  • Máte doma 3D tiskárnu?
  • Podle vědců z VUT i ČVUT na ní dokážete vyrobit polomasku
  • Testy potvrdily, že při správném použití nebude nebezpečná

Majitelé 3D tiskáren už týdny vyrábějí štíty pro zdravotníky, mnozí to ale zpočátku zkoušeli i s tiskem všemožných masek. Jakmile se totiž začal koronavirus šířit světem a z ochranných prvků se stalo nedostatkové zboží, tiskaři spustili CAD a začali prototypovat. 

Odborníci z akademické sféry a experti na tisk ale pochybovali, jestli bude taková maska dostatečně bezpečná. Prakticky nejdostupnější technologie FDM/FFF (fused deposition modeling/fused filament fabrication), kdy se taví drobné vlákno umělé hmoty a nanáší se po vrstvičkách na tiskovou desku, totiž nemusí být na mikroskopické úrovni úplně nejvhodnější. V hotovém výrobku jsou vzduchové komory, na povrchu propadliny a často i drobné trhlinky.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Nejdostupnější FDM/FFF 3D tisk, kdy se rozehřátou tryskou vytlačuje na tiskovou plochu drobné vlákénko plastu, se ještě před pár dny k výrobě ochranných masek nedoporučoval. Postupně se to ale mění.

Stručně řečeno, z takto vytištěného respirátoru by se mohla záhy stát houba, která bude živnou půdou pro patogeny a svému nositeli přinese více rizik, než užitku. Výrobu podobných masek na FDM/FFF tiskárnách proto nakonec mnozí opustili a vrhli se naopak na už zmíněný tisk ochranných štítů. 

Masce BUT-H1 pomůže rukavice nebo kondom 

Postupně se to ale mění, další a další výzkumníci totiž přicházejí s nejrůznějšími vylepšováky. Třeba Ústav automatizace a měřící techniky Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně, jehož inženýři se nedávno pochlubili polomaskou BUT-H1.

Představení polomasky na videu:

BUT-H1 lze vyrobit z běžných tiskových strun PLA. PET, PET-G, ABS nebo třeba CPE, přičemž autoři už na webu zveřejnili všechny díly ve formátu STL. Jak je to možné? Brněnští akademici jednoduše navrhli masku chránící ústa a nos takovým způsobem, že je přes ní možné natáhnout dostatečně pružnou latexovou rukavici.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek

V případě nedostupnosti rukavice lze použít i prezervativ, píše na svém webu brněnské Vysoké učení technické.

Maska je dostatečně univerzální na to, abyste do přední části mohli nainstalovat libovolný čtvercový částicový filtr – ať už nanovlákennou membránu, ke které se ale běžný smrtelník tak snadno nedostane, tak třeba filtrační médium z kabinových filtrů osobních automobilů, domácích čističek vzduchu, vysavačů a podobně. 

Vždy je třeba zároveň myslet na to, aby takový filtr mohl vůbec prakticky fungovat, tedy aby propouštěl vzduch v takovém množství, že jej udýcháte jak vy, tak třeba starší osoba.

Maska z PET-G podle ČVUT a Y Soft

Běžným tiskovým materiálům nakonec dalo zelenou i ČVUT, tamní Fakulta elektrotechnická totiž upravila jeden z modelů volně šířených v katalogu Thingiverse. Inženýři provedli ve spolupráci s Ústavem imunologie a mikrobiologie 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy testy (PDF), které kupodivu dopadly poměrně dobře.

Klepněte pro větší obrázek
Závěr testu upravené polomasky z běžné FDM/FFF 3D tiskárny

S vhodně zvolenými tiskovými materiály (PET-G, ASA) a nastavením kvality (výška vrstvy 150 μm) lze masku vyrobenou na FDM/FFF dezinfikovat i pomocí běžných prostředků. Třeba isopropylalkoholu.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Polomaska z PET-G s nanovlákennou membránou podle ČVUT a Y-Softu

Maska, jejíž model je už volně k dispozici v katalogu Thingiverse,  je stejně jako ta od brněnského VUT připravená  pro čelní výměnný textilní filtr, kterým může být v podstatě jakýkoliv vhodný materiál. Tady se už nicméně zapojila do hry brněnská společnost Y Soft, která zakoupila nanovlákennou membránu.

Nanovlákenný průmysl, byť stále poměrně mladý, má v Česku bohatou tradici, průmyslová výroba nanovláken a nanotextilu je totiž jedním z vynálezů vědců z liberecké univerzity. Dnes se výrobci základní textilie i koncových produktů sdružují třeba v Asociaci nanotechnologického průmyslu ČR.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Jedna z nanovlákenných membrán české výroby. Role na první fotografii na omak připomíná třeba pečící papír.

Nanovlákenná textilie má natolik drobnou strukturu z jednotlivých mikroskopických vláken, že otvory v ideálním případě projdou jen molekuly plynů, zatímco pevné částice velikosti několika desítek nm a více se zastaví. Patogeny včetně virů jsou přitom často ještě o řád větší – o bakteriích, pylových zrnech a aerosolech nemluvě.

Mohla by viry zabít rouška ponořená do solného roztoku?

A do třetice ještě jeden tip k domácí výrobě. Na sklonku března s ním na Facebooku přišel Stanislav Polzer z ostravské VŠB-TUO, přičemž vychází ze studie, kterou publikoval časopis Nature/Scientific Reports už před třemi lety. Jejími autory byl tým vědců ze soulské univerzity Kyung Hee a kanadské University of Alberta.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Výsledky experimentů s prosolenou filtrační membránou roušek

Výzkumníci se tentokrát pokusili ničit patogeny naprosto jednoduchým způsobem – pomocí chloridu sodného, tedy kuchyňské soli. Celý vtip spočívá v naložení ochranného filtru/roušky do slaného roztoku a poté vysušení.

Klepněte pro větší obrázek
Solná technika by moha vylepšit funkci nejprimitivnějších filtrů třeba i u ručně vyráběných roušek s vnitřní kapsičkou pro papírový kapesník apod.

Když pak člověk skrze masku s takovým filtrem dýchá, případně na filtru ulpí drobný aerosol z okolí, zaschlá sůl se rozpustí a opět krystalizuje. A právě rekrystalizace a vysoký osmotický tlak solného roztoku se postarají o destabilizaci proteinů virů a jejich zničení. Autoři studie zmiňují zejména rodinu virů způsobující běžnou chřipku.

Nutno však podotknout, že chybí studie, která by potvrdila stejnou funkci i u aktuálního koronaviru a hlavně v reálných podmínkách mimo laboratoř. Polzer tedy pracuje s předpokladem, že se jedná o společný rys všech podobných patogenů.

Solný postup samozřejmě nenahrazuje nejpokročilejší techniky ochrany, ale může v ideálních podmínkách zvýšit obrannou funkci základních roušek a filtrů o jednotky až desítky procent a hlavně prodloužit jejich životnost na celý den.

My si ty respirátory a roušky prostě vyrobíme!

Diskuze (80) Další článek: Třetí Týden mobilně z karantény. Svět se točí dál, jen mu není moc do smíchu

Témata článku: Koronavirus, Technologie, Facebook, COVID-19, 3D tisk, Česko, Respirátor, PDF, Filtr, Nature, ASA, RCH, Y Soft, FEL ČVUT, Rouška, DOM, Y-Soft, Membrána, CAD, PET-G, Česká republika, Tiskárna, FDM, Maska, Domácí


Určitě si přečtěte

Google mapy, Seznam mapy, Apple mapy... Velké srovnání šesti internetových map. Kdo to dělá nejlépe?

Google mapy, Seznam mapy, Apple mapy... Velké srovnání šesti internetových map. Kdo to dělá nejlépe?

** Která klasická webová mapa se vám líbí nejvíce? ** Srovnali jsme šest velkých služeb v několika situacích ** Hlasujte v anketě

Jakub Čížek | 81

Nejlepší aplikace na předpověď počasí: Kde nejlépe zjistit, co zrovna chcete vědět

Nejlepší aplikace na předpověď počasí: Kde nejlépe zjistit, co zrovna chcete vědět

Obecných aplikací na předpověď počasí je nespočet, jenže často skončí jen u základní informace o počasí a nenabídnou odpovědi na řadu praktických otázek. A tak jsme si položili právě několik takových otázek a hledali aplikace či meteoslužby, které nám nejlépe odpoví.

Karel Kilián | 4

Internet poslední naděje. Kdo má nejlepší tarif „LTE na doma“?

Internet poslední naděje. Kdo má nejlepší tarif „LTE na doma“?

** Srovnali jsme fixní LTE připojení od tuzemských operátorů ** Liší se rychlostmi, cenou i podmínkami ** Na co všechno dát pozor?

Lukáš Václavík | 35