Team to design 3D-printable mask inspired by animal noses

一个由多个机构组成的团队,包括一名康奈尔大学的研究人员,获得了国家科学基金会的资助,设计了一款开源的、3d打印的医用口罩,其灵感来自动物的鼻腔结构。

该团队获得了一项为期一年、价值20万美元的特殊快速赠款;联合首席研究员、生物和环境工程副教授Sunghwan“Sunny”Jung将获得总额中的75,000美元,用于设计该口罩。

两种3d打印医用口罩的设计。

研究人员计划在10个月内发布他们的开源设计,然后在剩下的两个月内发布。通过为3D打印机提供一个使用模板,研究人员希望他们的设计能解决面具的不足,并改善现有的面部保护。

他说:“目前爆发的第19次登革热疫情表明,全国都缺乏医用口罩。“我们需要更加灵活。我们的面具将使用3D打印机,而现在很多人家里都有3D打印机。”

其他主要研究人员是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校机械科学与工程副教授Leonardo Chamorro和南达科他州立大学机械工程助理教授Saikat Basu。

目前的防护口罩是用细网制成的,但病原体在使用后可以在这些表面上生存。Jung的设计将使用3D打印网格材料,其中包含铜,可以杀死接触的病毒。

嗅觉极其灵敏的动物,如狗和老鼠,它们的鼻子结构具有两个特征,可以捕捉分子:例如,狗的空气通道分叉,形成许多更小的空气管道;这些段落也很曲折,或者像迷宫一样。这些特征创造了增加的表面积和曲率来捕获通道壁上的分子和其他粒子。

动物鼻子结合了这些特征,荣格将首先创建两个单独的设计用于测试,一个是分支成越来越小的气道的管道,另一个是曲折的,弯曲的气道。查莫罗将处理空气通道中的物理测试和可视化粒子,而巴苏将进行计算模拟,看看这些空气通道设计在收集病毒或气溶胶方面有多有效。

为了设计这个面具,Jung组建了一个学生团队:Anuj Baskota ‘ 21, Ben Cooke ‘ 21,工程硕士学生Karl Frolich和博士生Jisoo Yuk。该团队致力于了解动物的鼻腔结构,以及如何简化这些空气流通通道,以便与3D打印机配合使用。

完成之后,该团队计划为资源有限或无法使用3D打印机的人设计其他口罩。虽然开源设计将是免费的,但该团队打算申请专利保护。

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