«Умная» маска для лица FFP2 предупреждает владельца о превышении пределов выбросов CO2

Dec 01, 2023

Изображение предоставлено: Dreamstime

Автор: редакция E&T

Опубликовано пятница, 4 февраля 2022 г.

Новая «умная» маска для лица, разработанная в Университете Гранады (UGR), отправляет пользователю предупреждение через смартфон, когда рекомендуемые пределы содержания CO2 внутри маски превышаются.

Конструкция маски направлена ​​на решение проблемы, которая была выявлена ​​с начала пандемии Covid-19: проблема CO2, которым мы вдыхаем внутри наших масок. Ношение масок типа FFP2 в течение любого периода времени приводит к концентрации CO2 между лицом и маской, которая превышает нормальную концентрацию в атмосфере (~ 0,04 процента) из-за газа, который мы выдыхаем при дыхании. Повторное вдыхание CO2 может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья даже у здоровых людей, такие как общее недомогание, головные боли, усталость, одышка, головокружение, потливость, учащенное сердцебиение, мышечная слабость и сонливость.

Известно, что эти негативные последствия связаны как с продолжительностью воздействия, так и с концентрацией самого газа. Например, некоторые санитарные нормы рекомендуют максимальное значение содержания CO2 в 0,5 процента в рабочей среде (в среднем за восьмичасовой рабочий день) или считать 30-минутное воздействие 4 процентов CO2 очень вредным для здоровья.

Новая маска для лица FFP2, разработанная в UGR, позволяет в режиме реального времени определять уровень вдыхаемого CO2 с помощью приложения для смартфона. Этот метод – носимая система мониторинга газов, характеризующаяся низкой стоимостью, масштабируемостью, надежностью и удобством – представляет собой значительный прогресс, приносящий важные преимущества для здоровья.

Исследование провела междисциплинарная научная группа «ЭКсенс» при кафедрах аналитической химии и электроники и компьютерных технологий УГР. Вместе они разработали беспроводную портативную систему обнаружения газов в режиме реального времени, которая контролирует уровень CO2 внутри лицевой маски FFP2.

В то время как стандартные маски для лица просто действуют как воздушные фильтры для носового и/или ротового прохода, включение датчиков для измерения конкретных интересующих параметров обеспечивает дополнительную ценность, которая улучшает их использование и эффективность, создавая эту новую «умную» маску для лица.

Авторы исследования пишут: «Поскольку Всемирная организация здравоохранения объявила глобальную пандемию из-за распространения Covid-19, всеобщее использование масок было рекомендовано или навязано населению в целом в целях предотвращения заражения». быстрое распространение SARS-CoV-2.

«Несмотря на общие данные в пользу использования масок для снижения передачи инфекции среди населения, существует также широкое согласие относительно возможных побочных эффектов, вызванных их длительным использованием, главным образом, как следствие увеличения респираторного сопротивления и повторного вдыхания вируса. CO2, который накапливается внутри маски».

Система, предложенная командой, основана на вставке гибкого «тега» в стандартную маску FFP2. Эта метка включает в себя инновационный, специально разработанный оптохимический датчик CO2 и необходимую электронику для обработки сигналов. И датчик, и схема изготовлены на легкой, гибкой полимерной подложке, образующей так называемую «сенсорную метку», которая не вызывает дискомфорта у пользователя. Для метки не требуются батарейки, поскольку она питается по беспроводной сети через канал связи ближнего радиуса действия (NFC) со смартфоном – аналогично тому, который используется, например, для осуществления беспроводных платежей – с помощью приложения Android. Специально разработанное приложение также используется для обработки данных, управления оповещениями, а также отображения и обмена результатами.

Ученые УГР провели предварительные испытания маски на субъектах, ведущих как сидячую деятельность, так и занимающихся физическими упражнениями. Описывая свои выводы, они написали: «Наши результаты, которые согласуются с предыдущими клиническими испытаниями, показывают, что значения CO2 составляют от 2 процентов во время малоинтенсивной (сидячей) деятельности до пикового значения почти 5 процентов во время высокоинтенсивных занятий. физическое упражнение.