Maschera autodisinfettante che inattiva i virus

Che siano in cellulosa o in tessuto, le maschere protettive sono diventate una parte indispensabile della nostra vita quotidiana. Nei modelli attuali, il loro effetto protettivo si basa sul filtraggio degli aerosol o in aggiunta sull'inattivazione passiva dei virus per mezzo di superfici cariche, per esempio con cationi d'argento. Affinché le maschere forniscano una protezione affidabile, devono essere indossate correttamente e sostituite o lavate professionalmente in tempo utile. Una maschera protettiva che può essere sterilizzata in qualsiasi momento con la semplice pressione di un pulsante avrebbe dei vantaggi decisivi. È qui che entrano in gioco la ZHAW e la società Osmotex di Thalwil: Utilizzando una nuova tecnologia elettrochimica, virus e altri agenti patogeni possono essere resi innocui non solo passivamente, ma anche attivamente. Un prototipo di questa maschera è attualmente in fase di ottimizzazione da parte di tre gruppi di ricerca presso l'Istituto di chimica e biotecnologia ZHAW di Wädenswil. I ricercatori sono stati in grado di dimostrare che la nuova maschera è sicura e non presenta rischi per la salute. Dovrebbe essere pronto per il mercato al più tardi nella primavera del 2021.  

Prima maschera con tecnologia elettrochimica

Secondo il capo tecnologo della Osmotex, Trond Heldal, i risultati finora sono promettenti. "La nostra maschera sterilizzatrice sarebbe la prima maschera al mondo che può essere sterilizzata elettrochimicamente - e in modo rapido e affidabile. Abbiamo già brevettato il processo corrispondente", spiega Heldal. "Grazie al know-how scientifico della ZHAW, siamo stati in grado di ottimizzare la maschera e portarla sul mercato in breve tempo". Il progetto, iniziato congiuntamente dal chimico della ZHAW Chahan Yeretzian e dalla Osmotex, è sostenuto dall'agenzia federale di finanziamento Innosuisse con 902.000 franchi svizzeri e ha un budget di 1,7 milioni di franchi svizzeri. Mentre il team di Chahan Yeretzian si dedica alla sicurezza della maschera, quello del microbiologo della ZHAW Martin Sievers è responsabile dell'efficienza e quello del chimico della ZHAW Christian Adlhart del materiale. "Dopo aver documentato l'efficacia della tecnologia elettrochimica con uno studio nell'estate del 2020, stiamo ora lavorando per ottimizzare questa tecnologia per maschere protettive sterili e renderla adatta all'uso quotidiano", dice Yeretzian.

Sterilizzazione al tocco di un pulsante

La nuova maschera consiste in un materiale speciale multistrato, nonché in elettrodi e una fonte di tensione. Una membrana isolante si trova tra due strati conduttori. Grazie a una batteria integrata che può essere ricaricata tramite una connessione USB, una tensione elettrica di pochi volt viene applicata al tocco di un pulsante. Questo genera molecole di ossigeno reattivo che inattivano in modo affidabile virus e batteri. In questo modo, la superficie della maschera può essere sterilizzata in pochi minuti - e anche mentre viene indossata. La tensione applicata e le molecole di ossigeno reattivo generate sono minime e assolutamente innocue per l'uomo.

Quali molecole di ossigeno reattivo vengono prodotte e quanto efficientemente inattivano gli agenti patogeni dipende dalla tensione e dai materiali utilizzati. I ricercatori della ZHAW stanno attualmente cercando la miscela ottimale in laboratorio. "A seconda della tensione e della struttura del tessuto, possiamo ottenere un'inattivazione del virus superiore al 99%, con requisiti molto più elevati e in meno tempo di quanto raccomandato per i tessuti antivirali", dice il leader del progetto ZHAW Sebastian Opitz. L'efficienza di sterilizzazione potrebbe quindi essere adattata in modo specifico a seconda dell'area di applicazione.

Potenziale per ulteriori applicazioni

Il grande potenziale del processo elettrochimico di Osmotex è già stato dimostrato in precedenza nello sviluppo di tessuti sportivi "intelligenti" che trasportano attivamente il sudore all'esterno. Nell'ambito del progetto Innosuisse, Osmotex e i ricercatori della ZHAW vogliono quindi estendere questa tecnologia ad altre applicazioni, come i coprisedili e altri tessuti nel settore pubblico. La lista delle potenziali applicazioni è lunga: ospedali, squadre di soccorso, hotel, trasporti pubblici, uffici e luoghi di lavoro. Questo potrebbe sostituire sostanze chimiche costose e potenzialmente pericolose o sistemi UV. "La sterilizzazione elettrochimica potrebbe anche essere una risposta al crescente problema dei germi ospedalieri multi-resistenti", dice Chahan Yeretzian. Tuttavia, anche le applicazioni quotidiane sono concepibili. Per esempio, una borsa potrebbe essere utilizzata per la semplice sterilizzazione di oggetti come chiavi, telefoni cellulari o monete.

Contatto:
Prof. Dr. Chahan Yeretzian, Istituto di Chimica e Biotecnologia, ZHAW Dipartimento di Scienze della Vita e Gestione degli Impianti, Tel. 058 934 55 26, e-mail chahan.yeretzian@zhaw.ch