Во время пандемии остро стоит проблема аэрозольных капель слюны в стоматологическом кабинете.

Полимеры предотвращают появление потенциально опасного тумана во время посещения стоматолога
Во время пандемии остро стоит проблема аэрозольных капель слюны в стоматологическом кабинете.
В статье, опубликованной на этой неделе в Physics of Fluids издательством AIP Publishing, Александр Ярин и его коллеги обнаружили, что силы вибрирующего инструмента или стоматологической дрели не соответствуют вязкоупругим свойствам пищевых полимеров, таких как полиакриловая кислота, которая они использовались как небольшая добавка к воде в стоматологических установках.

Их результаты были неожиданными. Небольшая примесь полимеров не только полностью устраняет аэрозолизацию, но и делает это с легкостью, демонстрируя фундаментальную физику полимеров, такую ​​как переход спираль-растяжение, что прекрасно послужило намеченной цели.

Они протестировали два полимера, одобренных FDA. Полиакриловая кислота оказалась более эффективной, чем ксантановая камедь, потому что в дополнение к ее высокой вязкости при удлинении (высокие упругие напряжения при растяжении) она показала относительно низкую вязкость при сдвиге, что облегчает ее перекачивание.

«Что было удивительно, так это то, что самый первый эксперимент в моей лаборатории полностью подтвердил эту концепцию», - сказал Ярин. «Было удивительно, что эти материалы были способны так легко и полностью подавить аэрозолизацию стоматологическими инструментами со значительными инерционными силами. Тем не менее, упругие силы, создаваемые небольшими полимерными добавками, были сильнее ».

Их исследование зафиксировало сильный взрыв карманов с водой, поступающей к зубам и деснам, которые распыляет стоматологический инструмент. Туман от распыления, который сопровождает посещение стоматолога, является результатом того, что вода сталкивается с быстрой вибрацией инструмента или центробежной силой сверла, которая разбивает воду на крошечные капельки и толкает их.

Полимерная добавка при орошении подавляет взрывы; вместо этого макромолекулы полимера, которые растягиваются, как резиновые ленты, ограничивают аэрозолизацию воды. Когда кончик вибрирующего инструмента или стоматологической дрели погружается в раствор полимера, раствор скручивается в змеевидные нити, которые тянутся к кончику инструмента, изменяя обычную динамику, наблюдаемую с чистой водой в стоматологии.

«Когда капли пытаются отделиться от жидкого тела, хвост капли растягивается. Вот где в игру вступают значительные силы упругости, связанные с переходом макромолекул полимера в спираль-растяжение », - сказал Ярин. «Они подавляют удлинение хвоста и оттягивают каплю назад, полностью предотвращая образование аэрозолей».

—————-
Источник истории:

Материалы предоставлены Американским институтом физики. Примечание. Контент можно редактировать по стилю и длине.