mELIHAT STRUKTUR LAPISAN MASKER DARI BALIK LENSA MIKROSKOP

Saat ini masker menjadi ‘aksesori’ wajib yang menemani kita beraktivitas. Masker menjadi alat pengaman pertama untuk menghambat penularan virus Covid 19 yang menjadi pandemi dunia. Masker menyaring partikel atau mikroorganisme berbahaya  yang mungkin terhirup manusia, atau sebaliknya menahannya agar tidak terlepas ke udara dan terhirup orang lain. Supaya lebih jelas, kita bisa melihat masker dari dekat. Sangat dekat.

Satu tim peneliti di NIST (The National Institute of Standards and Technology) mencoba mencari tahu seberapa baik sebuah bahan menyaring partikel-partikel tadi,dan mengapa satu bahan lebih baik dari bahan lainnya. Salah satu anggota tim, Edward Vicenzi, menggunakan mikroskop elektron untuk meneliti bahan-bahan tersebut lebih dekat. Foto-foto hasil penelitian Vicenzi memberi wawasan penting bagi para ilmuwan tentang bagaimana kualitas penyaringan dari berbagai bahan kain.

Bagi kita orang awam, foto-foto ini memperlihatkan keindahan dunia anyaman mikro yang tersembunyi di masker kain yang kita gunakan.

MELIHAT STRUKTUR LAPISAN MASKER DARI BALIK LENSA MIKROSKOP PANDEMIC COVID MASK N95 PRODUCT DESIGN DSGNTALK
Penampang serat individu kain polyester. (Image credit : E.P. Vicenzi/Smithsonian’s Museum Conservation Institute and NIST)

Polyester adalah bahan sintetis yang, seperti banyak kain lainnya, terbuat dari serat individual yang digabungkan menjadi benang lalu dijalin bersama. Gambar di atas menunjukkan bentuk penampang serat individu. Para peneliti menggunakan gambar seperti ini untuk mengukur lebar serat individu, sebagai variabel kunci yang mempengaruhi penyaringan partikel.

MELIHAT STRUKTUR LAPISAN MASKER DARI BALIK LENSA MIKROSKOP PANDEMIC COVID MASK N95 PRODUCT DESIGN DSGNTALK
Serat polyester terjalin rapi dan bersifat hydrophobic atau ‘tidak suka’ air. (Image credit : E.P. Vicenzi/Smithsonian’s Museum Conservation Institute and NIST)

Sedangkan gambar di bawah adalah penampang flanel katun dan tenunan atas / bawahnya. Selain mengukur lebar serat individu, para peneliti menggunakan gambar seperti ini untuk mengukur ketebalan kain, variabel penting lainnya yang memengaruhi kemampuan kain untuk menyaring partikel.

MELIHAT STRUKTUR LAPISAN MASKER DARI BALIK LENSA MIKROSKOP PANDEMIC COVID MASK N95 PRODUCT DESIGN DSGNTALK
Serat katun punya struktur yang lebih ‘berantakan’ dibanding serat polyester. Image credit : E.P. Vicenzi/Smithsonian’s Museum Conservation Institute and NIST

Foto di bawah menunjukkan perbandingan tampilan atas-bawah dari kain flanel katun, di sebelah kiri, dan polyester di sebelah kanan. Kita bisa melihat katun flannel terlihat lebih berantakan. Tenunan kain flanel kapas tersembunyi di bawah jaringan serat bersilangan yang tidak teratur itu. Serat yang terangkat inilah yang membuat kain katun flanel terasa lembut saat disentuh. Sebaliknya, serat polyester terlihat sangat teratur dan konsisten.

MELIHAT STRUKTUR LAPISAN MASKER DARI BALIK LENSA MIKROSKOP PANDEMIC COVID MASK N95 PRODUCT DESIGN DSGNTALK
Perbandingan serat pada masker kain serat alami dan masker kain serat sintesis polyester. (Image credit : E.P. Vicenzi/Smithsonian’s Museum Conservation Institute and NIST)

Ada pula bahan kain Rayon yang juga digunakan sebagai masker. Rayon terbuat dari serat hybrid. Serat ini berasal dari tanaman, namun mengalami proses menggunakan bahan kimia. Serat ini juga bersifat hidrofilik seperti serat alami lainnya, namun jalinan seratnya terlihat lebih konsisten seperti serat sintesis.

MELIHAT STRUKTUR LAPISAN MASKER DARI BALIK LENSA MIKROSKOP PANDEMIC COVID MASK N95 PRODUCT DESIGN DSGNTALK
Penampang serat kain rayon. (Image credit : E.P. Vicenzi/Smithsonian’s Museum Conservation Institute and NIST)

Penelitian mereka menunjukkan bahwa kain katun cenderung berkinerja lebih baik daripada kain sintetis seperti polyester atau rayon. Kain flanel katun sangat efektif. Para peneliti NIST menduga hal tersebut disebabkan oleh adanya serat yang berantakan pada katun flanel. Serat yang kusut itu meningkatkan jumlah luas permukaan yang dapat ditempel oleh aerosol . Aerosol yang melewati kain akan lebih mungkin menabrak serat tersebut dan menempel di situ. Bahkan setelah terkena kelembapan dari napas seseorang yang mengenakan masker tersebut, kain katun masih bekerja lebih baik. Serat kapas/katun bersifat hidrofilik. Dengan menyerap kelembaban dari napas seseorang, , serat kapas menciptakan lingkungan yang lembab di dalam kain. Ketika ada partikel mikroskopis mau melewatinya, partikel tersebut menyerap sebagian kelembaban ini dan membesar, sehingga tidak bisa lewat dan lebih mungkin terperangkap.

MELIHAT STRUKTUR LAPISAN MASKER DARI BALIK LENSA MIKROSKOP PANDEMIC COVID MASK N95 PRODUCT DESIGN DSGNTALK
Serat individu pada kain katun flanel. (Image credit : E.P. Vicenzi/Smithsonian’s Museum Conservation Institute and NIST)

Ukuran partikel udara yang mungkin memuat virus corona sangat bervariasi. Mungkin 1/100 dari ukuran serat pada gambar-gambar di atas. Dan tidak sedikit yang jauh lebih kecil. Jadi masker kain memang tidak menangkap semua partikel-partikel kecil di udara, namun cukup untuk menghambat penyebaran penyakit yang disebabkan virus covid 19 ini.

Selain masker kain yang biasa digunakan masyarakat umum, kita juga menegenal masker medis yang biasa digunakan para petugas kesehatan di rumah sakit. Masker dengan standar medis tentu punya daya saring yang jauh lebih efektif. Bahkan nama N95 yang diberikan pada salah satu tipe masker medis berasal dari kemampuannya menyaring hingga 95% partikel berukuran 0.3 mikron.

MELIHAT STRUKTUR LAPISAN MASKER DARI BALIK LENSA MIKROSKOP PANDEMIC COVID MASK N95 PRODUCT DESIGN DSGNTALK
Potongan penampang masker medis N95. (Image credit : E.P. Vicenzi/Smithsonian’s Museum Conservation Institute and NIST)

Dari balik lensa mikroskop elektron kita bisa melihat penampang satu lapisan masker N95. Gambar diberi warna untuk mempermudah menunjukkan elemen yang berbeda. Lapisan berwarna ungu adalah bahan penyaring. Sedangkan dua lapisan warna abu-abu di atas dan bawahnya adalah bahan pelindungnya. Struktur ini kemudian diulang untuk meningkatkan perlindungan. Bahan penyaring (yang berwarna ungu) dibuat dengan melelehkan polipropilen (sejenis plastic) kemudian meniupnya menjadi bentuk jaring yang kusut. Seratnya jauh lebih kecil dan memiliki luas permukaan yang jauh lebih besar daripada serat kapas, sehingga ini merupakan bahan penyaringan yang sangat efektif.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

Create a website or blog at WordPress.com

Up ↑

%d bloggers like this: