Todos nós já nos familiarizamos com as máscaras faciais para prevenir doenças ou, no caso de uma pessoa já infectada, prevenir a propagação de patógenos. As máscaras basicamente filtram o ar que entra e sai dos pulmões, prendendo o vírus e outras partículas em sua malha. Com a crise do COVID-19, muitos se familiarizaram com as máscaras N95, que filtram 95% ou mais das pequenas partículas do ar, incluindo o vírus.

Porém, a máscara também torna mais difícil a respiração. Estima-se que as máscaras N95 reduzam a ingestão de oxigênio entre 5-20%. Para uma pessoa saudável pode até causar tonturas e desmaios. E se for usada uma máscara por tempo suficiente, ela pode danificar os pulmões. Para um paciente com dificuldade respiratória, pode até ser fatal.

A equipe do Laboratório Prinz tinha o objetivo de desenvolver um dispositivo portátil que usasse processos eletroquímicos para enriquecer o oxigênio do ar ambiente.

Esses pesquisadores estão trabalhando em algumas maneiras de fazer isso. O primeiro passo faz parte de um processo clássico conhecido como separação da água (splitting water). Se você coletar água e passar uma corrente elétrica por ela, os elétrons adicionais farão com que a água se divida em hidrogênio puro e oxigênio puro. O hidrogênio pode ser usado como combustível e o oxigênio vai para a máscara para ser respirado.

O dispositivo que foi criado gera oxigênio puro e limpo usando esse processo eletroquímico para suplementar a perda de oxigênio devido ao uso de mascaras. Os pesquisadores acreditam que ele pode proteger o sistema respiratório de usuários de máscaras por um longo período, principalmente profissionais de saúde e pacientes.

Esse dispositivo é direcionado a qualquer pessoa que precise usar uma máscara por muito tempo, como socorristas, médicos, enfermeiros e até mesmo pacientes que não querem infectar outras pessoas. Em curto prazo, é esperado conseguir isso para os profissionais de saúde o mais rápido possível. Um grupo de pesquisa está trabalhando com Allison Okamura e seu pós-doutorando Ming Luo para que o dispositivo seja uma máscara com tecnologia de engenharia e design de quem tem experiência de uso.

Na tentativa de reduzir os impactos da pandemia de Covid-19, as máscaras de papel estão se tornando cada vez mais obrigatórias. Porém, seu uso generalizado tem uma série de desvantagens. Isso inclui o impacto ambiental de máscaras descartáveis feitas de camadas de plástico de polipropileno. Além disso, eles apenas prendem os patógenos em vez de destruí-los. “Em um ambiente hospitalar, essas máscaras são descartadas e manuseadas de maneira adequada”, afirma László Forró, chefe do Laboratório de Física de Matéria Complexa da EPFL. “No entanto, seu uso em um mundo mais amplo - onde são jogados em latas de lixo abertas e até mesmo deixados na rua - pode transformá-los em novas fontes de contaminação.”

Aqui, é relatado o desenvolvimento de um filtro baseado em nanofios de TiO2, que acredita-se que funcionará extremamente bem para equipamentos de proteção individual (PPE). Este filtro feito de nanofios de óxido de titânio é capaz de prender patógenos e destruí-los com a luz. Nesta pesquisa inclui experimentos que demonstram a capacidade da membrana de destruir E. coli, a bactéria de referência em pesquisa biomédica, e fitas de DNA em questão de segundos. Com base nesses resultados, os pesquisadores afirmam, embora isso ainda precise ser demonstrado experimentalmente, que o processo seria igualmente bem-sucedido em uma ampla gama de vírus, incluindo o SARS-CoV-2.

No artigo também afirma que a fabricação dessas máscaras seria viável em grande escala: o equipamento do laboratório sozinho é capaz de produzir o suficiente para até 80.000 máscaras por mês. Além disso, as máscaras poderiam ser esterilizadas e reutilizadas mil vezes. Isso aliviaria a escassez e reduziria substancialmente a quantidade de lixo criada por máscaras cirúrgicas descartáveis.

Uma start-up chamada Swoxid já está se preparando para tirar a tecnologia do laboratório. “As membranas também podem ser usadas em aplicações de tratamento de ar, como sistemas de ventilação e ar condicionado, bem como em equipamentos de proteção individual”, diz Endre Horváth, principal autor do artigo e co-fundador da Swoxid.