الكمامة الديناميكية هي كمامة تعدل حجم مسامها استجابة لنشاط مرتديها أو حسب تعرضه لمستويات مختلفة من تلوث الهواء. وهي كذلك تحمي من انتشار الفيروس المسبب لكوفيد 19.
اقتضى انتشار جائحة كورونا حول العالم، استخدام البشر للكمامات بشكل كبير. ولكن لا يمكن للكمامة الحالية التكيف مع الظروف المتغيرة. بل إنها تسبب ضيق تنفس وإحساساً بالحرارة والرطوبة ورائحة الفم الكريهة وعدم الراحة مع مرور الوقت، خاصةً مع زيادة التنفس أثناء التمرين.
لذلك طور باحثون من ACS Nano (وهي مجلة علمية تابعة للجمعية الكيميائية الأمريكية) كمامة ديناميكية تعدل حجم مسامها استجابة لنشاط مرتديها أو حسب تعرضه لمستويات مختلفة من تلوث الهواء، مما يسمح بالتنفس بسهولة عندما لا تكون أعلى مستويات الفلترة مطلوبة.
نتحدث هنا عن الكمامة الديناميكية بحجم مسامها المتغيرة استجابة للظروف، مما يسهل على مرتديها التنفس؛ حيث يصل الكمامة أنبوب شفاف بجهاز محمول يتصل بجهاز كمبيوتر.
تحمي الكمامات من انتشار الفيروس المسبب لكوفيد 19. ولكن ارتداءها لا يقتصر على ما يتعلق بفايروس كورونا، بل يرتديها أيضاً الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في الجهاز التنفسي؛ حيث يمكن لهذه الكمامة أن تفلتر الهواء من الملوثات الضارة. ومع ذلك، لا تكون هناك حاجة أحياناً إلى مستويات عالية من الفلترة، كما هي الحال عندما تكون مستويات تلوث الهواء منخفضة، أو عندما يتمرن الشخص في الهواء الطلق بمفرده - والذي يعتبر بشكل عام نشاطاً منخفض الخطورة لنشر كوفيد 19.
طور الباحثون مرشح هواء ديناميكي يحوي مسام دقيقة تتمدد عند شده، مما يسمح بمرور المزيد من الهواء، ويساهم في تحقيق زيادة كبيرة في قابلية التهوية. صنع المرشح من ألياف نانوية مغزولة كهربائياً، مع هامش فقدان حوالي 6% فقط في كفاءة الترشيح.
وضع الفريق في الكمامة أداة مرنة لتوسيع الفلتر الذي تم توصيله بجهاز محمول خفيف الوزن يحتوي على مستشعر ومضخة هواء وشريحة تحكم. يتصل الجهاز لاسلكياً بجهاز كمبيوتر خارجي يعمل ببرنامج ذكاء اصطناعي (AI) يتفاعل مع الجسيمات الموجودة في الهواء، بالإضافة إلى التغييرات في أنماط الجهاز التنفسي لمن يرتديها أثناء التمرين. تم وضع اثنين من الفلاتر على كل جانب من قناع الوجه واختبارهما على متطوعين بشريين. وقد أحدث وضع الأداة المرنة لتوسيع الفلتر بشكل صحيح زيادة أصغر في حجم المسام عندما يمارس المتطوع التمارين في جو ملوث مقارنةً بالتمرين في الهواء النظيف.
وتجدر الإشارة إلى أن الذكاء الاصطناعي يسمح للكمامة بالتكيف مع الخصائص التنفسية الفريدة للأفراد، والتي يمكن استخدامها لتطوير كمامة خاصة لكل شخص، كما يقول الباحثون، الذين يضيفون أنه لجعل النظام أصغر حجماً وأخف وزناً وأقل تعقيداً، يمكن إعادة تصميم الأداة المرنة في نهاية المطاف لتصبح آلية خالية من المضخات.
----