Buzz
Chúng ta thường nghĩ mặt nạ chống độc là những thiết bị cồng kềnh, kỳ lạ, giống như dụng cụ quân sự và chỉ xuất hiện trong các bộ phim chiến tranh. Tuy nhiên, chiếc khẩu trang mà bạn đeo hàng ngày thực chất cũng là một loại mặt nạ lọc không khí, sử dụng công nghệ tương tự. Trong tương lai gần, chúng ta có thể sẽ phải phụ thuộc vào các bộ lọc này như một phần trong cuộc sống hàng ngày. Đặc biệt là khi các dịch bệnh mới, ô nhiễm không khí và tần suất cháy rừng ngày càng gia tăng. Từ năm 1996, số vụ cháy rừng đã gấp ba lần, và khói từ cháy rừng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng không khí. Biến đổi khí hậu cũng khiến các ngày nắng nóng nhiều hơn, làm tăng lượng ozone độc hại trong không khí.
Vậy, mặt nạ này hoạt động như thế nào? Liệu chúng có thể bảo vệ chúng ta khỏi những mối nguy hại từ không khí không? Quy tắc quan trọng đầu tiên là mặt nạ phải kín, nếu không, ngay cả mặt nạ tốt nhất cũng trở nên vô dụng. Một chiếc mặt nạ có thể loại bỏ ô nhiễm theo hai cơ chế: Lọc theo kích thước và hấp thụ các chất hóa học cụ thể.
Khi rừng cháy, khói phát tán ra nhiều loại chất độc hại. Ở gần đám cháy, nồng độ ô nhiễm quá cao khiến không có bộ lọc nào có thể giúp bảo vệ được. Đây là lý do tại sao lính cứu hỏa phải mang theo bình khí riêng. Càng xa hơn, các hóa chất sẽ chuyển hóa thành các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 2.5 micron, gây hại đặc biệt cho trẻ em, người cao tuổi và những người có bệnh về hô hấp hoặc tim mạch. May mắn thay, các bộ lọc mặt nạ từ polypropylene hoặc sợi thủy tinh có thể giữ lại được các hạt bụi này, mặc dù chúng chỉ có kích thước bằng 1/10 so với sợi tóc. Dưới kính hiển vi, các sợi lọc này trông giống như một khu rừng dày đặc, và chúng còn có những tính năng hữu ích khác.
Mạng lưới sợi polypropylene trong bộ lọc có khả năng giữ lại các hạt bụi nhỏ hơn rất nhiều so với khoảng trống giữa các sợi. Điều này là nhờ lực VanderWaals giúp các hạt bụi bám chặt vào sợi lọc. Ngoài ra, bộ lọc còn được trang bị thêm các sợi điện tích giúp hút các hạt bụi lơ lửng trong không khí. Chính vì vậy, mặt nạ N95 có thể lọc được tới 95% các hạt bụi. Mặt nạ N100 và máy lọc không khí còn mạnh mẽ hơn khi có thể loại bỏ đến 99.97% các hạt bụi.
Tuy vậy, một số ô nhiễm vẫn quá nhỏ để có thể lọc được, chẳng hạn như các phân tử ozone. Những phân tử này chỉ lớn hơn một chút so với phân tử oxy, mà chúng ta cần để thở. Việc tiếp xúc với ozone có thể làm nặng thêm các vấn đề hô hấp, hen suyễn, và thậm chí dẫn đến tử vong. Cách hiệu quả nhất để lọc ozone là sử dụng mặt nạ than hoạt tính, vì than hoạt tính có cấu trúc giống như tổ ong đen với nhiều lỗ nhỏ có thể giữ lại các phân tử ozone.
Mặc dù vật liệu này chưa thể lọc được các loại ô nhiễm khác như hydrogen sulfide, clo và amoniac, nhưng với những mối nguy hiểm này, chúng ta có thể kết hợp than hoạt tính với các hóa chất khác. Nếu ô nhiễm có tính axit, việc thêm hóa chất kiềm vào bộ lọc sẽ giúp phản ứng và giữ lại ô nhiễm. Tương tự, chúng ta cũng có thể dùng axit để trung hòa các ô nhiễm có tính kiềm.
