Pengembalian Fungsi Masker N95 dengan Listrik: Menuju Masker Pintar

Selama masa pandemi COVID-19, salah satu Alat Perlindungan Diri (APD) yang paling dibutuhkan dan seringkali menjadi langka adalah Masker N95. Jenis masker ini menggunakan dua jenis penyaringan, yakni penyaringan mekanik dengan bahan kain serta penyaringan elektrostatis dengan muatan listrik yang menarik partikel 0.3 mikron seperti droplet cair yang mengandung Virus Corona.

Masker ini bersifat sekali pakai karena setelah digunakan, muatan elektrostatik pada masker “menguap” dan kemampuannya untuk menyaring partikelnya berkurang. Apalagi di negara tropis seperti di Indonesia, muatan elektrostatisnya lebih cepat untuk menghilang dikarenakan tingginya kelembaban udara. Untuk penghematan, tenaga kesehatan akhirnya melakukan berbagai cara dekontaminasi agar masker dapat digunakan lagi seperti dipapari sinar ultraviolet atau dipanggang. Namun semua metode ini dapat menghilangkan muatan elektrostatis masker.

Dengan tingginya kebutuhan Masker N95, peneliti Tata Institute of Fundamental Research di Mumbai, India mencoba me-charge masker ini, dan berhasil. Studi menunjukkan bahwa masker N95 yang sudah didekontaminasi dapat dikembalikan kemampuan filterisasinya dengan setruman untuk mengembalikan muatan elektrostatisnya. Peneliti juga mengembangkan prototipe masker pintar dengan tenaga baterai yang dapat di-charge dan filter yang dapat diganti untuk menjaga tingkat filtrasi yang tinggi.

Pertama, peneliti menguji efisiensi Masker N95 dari beragam merk dan menemukan rata-rata tingkat efisiensi berada di kisaran 95-98%. Masker kemudian “dicuci” dengan etanol, air mendidih, uap, atau mekanisme pembersihan masker lainnya dan menyebabkan efisiensi penyaringannya menurun. Untuk me-charge masker, peneliti mengapit masker dengan dua lempeng elektroda yang kemudian disetrum medan listrik berdaya 800 volts per millimeter. Medan listrik harus cukup besar untuk menyebabkan bahan polypropylene masker menjadi konduktif dan dapat menahan muatan listrik.

Ketika aliran listrik dimatikan, muatan pada bahan masker akan tertahan menjadi elektrostatis. Proses charging ini membutuhkan waktu sekitar satu jam dan setelahnya diketahui bahwa efisiensi filterisasi kembali ke 95% seperti halnya masker baru. Pengujian efisiensi dilakukan menggunakan alat skala lab berupa pemberkas cahaya untuk mendeteksi partikel. Bagaimana pun, menurut Peter Tsai, pencipta masker N95, uji filtrasi komersial dibutuhkan untuk konfirmasi efektivitas masker yang di-charge kembali.

Peneliti juga mengembangkan prototipe masker dengan material standar N95 dilengkapi dengan dua lempeng logam yang terhubung dengan baterai kecil. Ketika baterai dinyalakan, masker memiliki medan listrik kontinu pada bagian filter. Dengan begitu, menurut peneliti tidak ada penurunan efisiensi penyaringan yang terjadi.

Dikarenakan jumlah listrik yang dibutuhkan untuk mempertahankan filter bermuatan listrik kontinu ini kecil, peneliti menduga bahwa masker pintar yang memiliki efisiensi tinggi sepanjang hari dapat dibuat. Nantinya, dekontaminasi dan pengisian daya dapat dilakukan sesekali dengan menghubungkan masker ke sambungan listrik atau bahkan dihubungkan ke smartphone. Selain itu, peneliti juga sedang mengembangkan penggunaan metode ini pada sistem penyaringan udara lainnya.

Sumber: https://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/one-day-medical-workers-might-plug-in-their-smart-masks