冠状病毒(COVID-19)大流行导致个人防护装备严重短缺，医护人员不得不将垃圾袋作为临时防护服。许多人都想出了自己独特的防护装备来加强社交距离，从t恤口罩到泳池浮标制成的盾牌。
为了减轻这些障碍，德州农工大学工程学院的研究人员大卫·斯塔克博士和马特·法尔博士以及农业与生命科学学院的苏雷什·皮莱博士开始研究通过辐射回收个人防护装备的方法。bob官方体育appios他们利用德州农工大学校园的电子束和太空食品研究食品技术设施以及等离子体工程和非平衡处理实验室进行了合作。
在COVID-19之前，Staack的大部分研究已经集中在医疗设备消毒和去污上。斯塔克、皮莱和法尔在能源部资助的一个类似的医疗设备灭菌项目中工作，该项目确定了当直接暴露在电子束或伽马射线下时聚合物和塑料是如何变化的。因此，当大流行来袭时，研究团队不难将重点转移到开始消毒和回收个人防护用品，如外科口罩和长袍、面罩，最重要的是N95呼吸器。
N95口罩有两个组成部分决定了它的功能:过滤和贴合。N95口罩由微孔组成，可以过滤掉0.3微米以下的灰尘和烟雾等污染物。这种口罩与非织造聚丙烯纤维上的静电电荷相结合，用于捕获纳米级颗粒，如果佩戴得当，它能够过滤95%的300纳米大小的颗粒。这种口罩被设计成紧贴在鼻子、脸和下巴周围，可以防止细菌在说话或呼吸时从口罩两侧逃逸。
作为研究的一部分，斯塔克和他的团队通过电子束设施的辐射回收过程发送了全新的N95口罩和其他个人防护装备。虽然他们发现设备的机械性能没有受损，即N95口罩、外科口罩、隔离服和面罩都仍然可以正确佩戴，但N95口罩已经不能过滤95%的颗粒。
莎莉和唐·戴维斯61年机械工程职业发展教授斯塔克说:“辐射口罩最终可以过滤300纳米大小的95%的颗粒，但只能过滤几百纳米大小的50%到60%。”“这仍然比用t恤做的自制口罩要好得多。”从角度来看，一缕人类头发的直径大约是8万到10万纳米。
此外，N95口罩的一些静电过滤功能在佩戴一天后就会丢失，因此是一次性口罩。虽然第一个选择是每天立即购买一个全新的口罩，但像COVID-19引起的大流行可能很快导致卫生保健专业人员的个人防护装备严重短缺。
“当然，理想情况下，我们会想要使用全新的个人防护装备，对吗?斯塔克解释道。“但如果没有这样的机会，最好的备用策略是什么?”
一种流行的方法是用t恤自制口罩，但德克萨斯农工大学的迈克·莫雷诺博士、约翰·克里斯乔内博士和莎拉·布鲁克斯博士已经证明，t恤口罩只能过滤大约10%的颗粒。它也不太贴合面部，细菌和污染物很可能进入并逃逸，因此回收PPE成为可行的第二策略。
那么，在现实世界中，个人防护装备回收是什么样子的呢?
理想情况下，医院会将使用过的个人防护装备打包，送到辐射设施进行回收，而不是直接丢弃。电子束设备分为两部分;一边是被污染的设备，另一边是回收后的清洁设备。如果医院是当地的，一辆运输卡车将抵达设施受污染一侧的装货码头。成箱的个人防护装备将被装载到以每分钟3英尺的速度移动的传送带上，并被运送到整个设施进行辐射。盒子在1000万电子伏特的光束下通过，并以每公斤25千焦的剂量辐射盒子——这是美国食品和药物管理局推荐的医疗设备灭菌的典型剂量。通过破坏DNA和RNA的结合，盒子上或盒子里的任何东西都可以完全消毒，阻止任何生物的繁殖。然后，箱子被运送到设施的清洁一侧，在那里，一辆新卡车将处理过的材料运回它来自的医院，个人防护装备可以在医院内重新分配。
电子束照射是一种常见的、经过验证的、fda批准的医疗器械灭菌方法。电子束照射、伽玛照射和x射线照射约占全球所有消毒医疗器械市场的50%。电子束设备已经用于工业用途，根据斯塔克的研究，每小时能够加工和回收10,000个掩模。
“我们仍在解决一些后勤问题，”斯塔克说。“我们能安全吗?”口罩可以分发给原始用户以外的其他人吗?这些是我们现在正在研究的问题，如果短期内发生了像另一波COVID-19这样的事情，我们已经准备好了。如果长期发生了什么事情，我们对它更了解。”
仅在美国就有大约50到100个电子束设备。斯塔克的目标是能够分享团队的结果，并在世界各地分发这些关键信息，以便每个人都能更好地应对全球大流行。