ウイルスを除去可能で安価に大量生産できるマスク向けの新素材が開発される

クイーンズランド工科大学が、「安価かつ大量生産可能で生分解性もあるマスク向けの新素材」の開発に成功したと報告しました。この素材で作ったマスクは、100ナノメートル未満の大きさのウイルスも遮断することが可能で、通気性も高いため長時間の着用にも適しているとのことです。

QUT - New mask material can remove virus-size nanoparticles
https://www.qut.edu.au/news?id=161468

Queensland researchers hit sweet spot with new mask material
https://www.brisbanetimes.com.au/national/queensland/queensland-researchers-hit-sweet-spot-with-new-mask-material-20200414-p54jr2.html

マスクで新型コロナウイルスなどのウイルスの吸引を防げるかどうかはマスクの性能に依存し、市販されている医療・手術用マスク(サージカルマスク)には「控えめな効果しかない」とされています。一方、新型コロナウイルスを防ぐことが可能とされるN95マスクには、呼吸しにくくなるため長時間の使用や一般の人が日常生活の中で着用する用途には向いていないという欠点があります。

マスクの有効性に関する専門家の意見は以下の記事から読むことができます。

市販されている手術用マスクで新型コロナウイルスを防ぐことができるのか？ - GIGAZINE

by nikki

また、N95マスクの製造には「メルトブローン」と呼ばれる製法で作られた極細繊維不織布が必要不可欠ですが、この不織布を作るための設備は非常に高価で、機械の製造にも半年はかかると指摘されています。

マスクの製造は想像よりも難しい、その理由は？ - GIGAZINE

そんな中、オーストラリアにあるクイーンズランド工科大学で機械工学などを教えているトーマス・レイニー氏らの研究グループは、「安価かつ迅速な大量生産」が可能なマスク向けの新素材の開発に成功しました。

以下の画像でピンセットに挟まれているのが新素材です。レイニー氏らがこの素材を使って粒子の捕捉性能をテストしたところ、一般的なウイルスの大きさである100ナノメートル未満の粒子を除去できることが判明。しかも、通気性が市販されているマスクより高いため、長期間の着用にも適しているとのこと。

この結果についてレイニー氏は「私たちがこの素材を徹底的にテストした結果、ウイルスと同程度の大きさであるナノ粒子を除去する性能と効率性は、比較対象にした高品質の市販マスクよりも高いことが分かりました」と話しました。

レイニー氏らがこの素材の開発に着手したのは2014年のことで、当初はディーゼルエンジンの排ガスを浄化する使い捨てフィルターとしての用途を想定していました。しかし、研究が2017年にさしかかると、開発中の素材が「マスクや個人防護具(Personal Protective Equipment／PPE)に非常に適している」ということが判明しました。

そこで、最初は消防士向けの防じんマスクへの使用を検討していましたが、開発を進める過程で「素材が持つ非常に微細な粒子をろ過することができる機能が医療用マスクに最適」だということが分かったため、さらに数年間かけて今回の素材の完成にこぎつけたとのことです。

この素材は、サトウキビから砂糖を絞り出した後に残るバガスから作られた、セルロースのナノファイバーでできているとのこと。レイニー氏は「農業廃棄物などの植物性の廃棄物を原料としているため、生分解性があります。また、比較的シンプルな装置を使って短期間に大量生産できるので、マスクのフィルターの使い捨てカートリッジに向いています」と話しました。

レイニー氏らの研究グループは、新素材の「ナノ粒子ろ過素材」としての概念実証に成功したことから、目下実用化に向けて業界パートナーの募集を行っている最中とのことです。