Under en pandemi er problemet med aerosoliserte spyttdråper på en tannlegekontor akutt

Polymerer forhindrer potensielt farlig tåke under tannlegebesøk
Under en pandemi er problemet med aerosoliserte spyttdråper på en tannlegekontor akutt
I et papir som ble publisert denne uken i Physics of Fluids, av AIP Publishing, oppdaget Alexander Yarin og hans kolleger at kreftene til et vibrerende verktøy eller tannlegeøvelse ikke samsvarer med de viskoelastiske egenskapene til matvarekvalitets polymerer, for eksempel polyakrylsyre, som de brukes som en liten blanding til vann i tannlegemiljøer.

Resultatene deres var overraskende. Ikke bare eliminerte en liten blanding av polymerer aerosolisering fullstendig, men det gjorde det med letthet og utviste grunnleggende polymerfysikk, slik som spolestrekningsovergang, som tjente det tiltenkte formålet vakkert.

De testet to FDA-godkjente polymerer. Polyakrylsyre viste seg å være mer effektiv enn xantangummi, fordi den i tillegg til den høye langstrakte viskositeten (høye elastiske påkjenninger i strekk), avslørte en relativt lav skjærviskositet, noe som gjør det lett å pumpe.

"Det som var overraskende er at det aller første eksperimentet i laboratoriet mitt fullstendig beviste konseptet," sa Yarin. “Det var utrolig at disse materialene var i stand til så lett og fullstendig å undertrykke aerosolisering med tannlegeverktøy, med betydelige treghetskrefter involvert. Likevel var de elastiske kreftene generert av små polymeradditiver sterkere. ”

Studien deres dokumenterte den voldsomme eksplosjonen av vannlommer som leveres til tenner og tannkjøtt som tannverktøyet aerosoliserer. Sprøytetåken som følger med et besøk hos tannlegen, er et resultat av at vann møter rask vibrasjon av et verktøy eller sentrifugalkraften til en drill, som sprenger vann i små dråper og driver disse.

Polymerblandingen undertrykker sprekker når den brukes til å vanne. i stedet begrenser polymermakromolekyler som strekker seg som gummibånd vann aerosolisering. Når tuppen av et vibrerende verktøy eller tannbor borer i polymeroppløsning, tres løsningen inn i slangeaktige tråder, som trekkes tilbake mot tuppen av verktøyet, og endrer den vanlige dynamikken sett med rent vann i tannlegen.

“Når dråper prøver å løsne seg fra et flytende legeme, strekkes dråpehalen. Det er der de betydelige elastiske kreftene som er knyttet til spolestrekningsovergangen til polymere makromolekyler spiller inn, ”sa Yarin. "De undertrykker haleforlengelsen og trekker dråpen tilbake, og forhindrer aerosolisering helt."

—————-
Historiekilde:

Materialer levert av American Institute of Physics. Merk: Innholdet kan redigeres etter stil og lengde