Araştırmacılar COVID-19’u Tespit Etmek için Hava Kalitesi Sensörü Geliştiyorlar
Fotoğraf : MAXIMA ve MINIMA sensörleri, St. Louis Senfoni Orkestrası’nda COVID-19 partiküllerini ölçmek için kullanılmıştır (Fotoğraf: Miami Üniversitesi)
Pratim Biswas, çok da uzak olmayan bir gelecekte, insanların restoran, muayenehane ve hastane gibi her türlü ortamda sadece küçük bir hava kalitesi sensörü giyip telefonundaki bir uygulamaya bağlayarak COVID-19’a yakalanma risklerini ölçebilecekleri bir zaman öngörüyor.
Miami Üniversitesi Mühendislik Bölümü dekanı olan kıdemli bir aerosol bilimcisi Biswas, farklı ortamlardaki endüstriyel işçiler için hava kalitesini izleme asıl amacı ile yıllardır bu sensörleri geliştirmektedir. Ancak COVID-19 ortaya çıktığında, giyilebilen küçük bir cihazdan veya duvara yerleştirilmiş daha büyük bir cihazdan havayı emen cihazlar için daha da uygun bir yol sağlamıştır.
Biswas, “Hava kalitesi sensörleri oldukça yeni bir alandır ve onları COVID-19 tespiti için kullanmanın öncülerinden biriyiz,” diyen Biswas, eski lisansüstü öğrencilerinden ikisinin pandemi öncesinde giyilebilir sensörlerin seri üretimi için Uygulamalı Parçacık Teknolojisi adlı bir şirket bile kurduklarını da sözlerine eklemiştir. “MAXIMA cihazı biraz daha büyük bir ünitedir ve duvar gibi bir yüzeye yerleştirilir. MINIMA ise giyilebilir bir sensördür ve birbirleriyle olduğu kadar bir gösterge panosu ile de veri alışverişinde bulunabilirler.”
Yine de, dünya 2020’nin başlarında COVID-19 pandemisine odaklanmaya başladığında, Biswas’ın aerosol araştırması da değişti. Şu anda, COVID-19’a neden olan virüs olan SARS-CoV-2’nin havada nasıl yayıldığını ve mühendislerin insanların hastalığa yakalanma risklerini azaltmalarına nasıl yardımcı olabileceğini ortaya koyan birkaç proje üzerinde çalışmaktadır. Sensörler şu anda havadaki tüm parçacıkları gerçek zamanlı olarak ölçerken, Biswas bunları parçacıkların aktif virüs içerip içermediğini gösterebilecek olan teknoloji ile entegre etmek istiyor.
“Gelecekte, bu sensörler daha az kritik olan, ancak izlenmesi yine de önemli olan grip ve diğer virüslere bile uygulanabilir,” demiştir. “Virüs konsantrasyon seviyelerinde bir artış olursa, sensör bir uyarı verebilir.”
Aslında, Biswas ve doktora öğrencilerinden Sukrant Dhawan, SARS-CoV-2 virüsünün havada damlacıklar halinde nasıl dolaşabileceğini özetleyen bir makale bile yayınlamıştır. İçinde, en küçük parçacıkların bazılarının, virüs taşıyan bir kişi konuştuktan, öksürdükten, hapşırdıktan veya nefes aldıktan sonra saatlerce havada kalabileceğini ve bazı parçacıkların virüs taşıyan bir kişiden 6 metreden uzağa gidebileceğini açıklamışlardır. Biswas ve Dhawan, virüsü taşımayan bireyin koşullarına bağlı olarak, o kişinin önünde duran birinden COVID-19 virüsü kapma riskini hesaplayabilen kendi bilgisayar modellerini de hazırlamışlardır.
Daha önce St. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde bulunan ve şimdi Miami Üniversitesi’nde bulunan Aerosol ve Hava Kalitesi Laboratuvarı’ndaki Biswas ve ekibi, iç mekan taşınma riskini azaltmaya yardımcı olacak maskeler ve havalandırma gibi farklı COVID-19 önleme stratejilerinin etkinliğini de inceliyorlar. Biswas, başka bir çalışmada, çeşitli maske türlerinin etkinliğini ölçmüşler ve N95 ve KN95 maskelerinin ideal olduğunu bulmuşlar, ancak bunlara erişimi mümkün olmayan kişilerin de herhangi bir tür maske kullanmalarını önemli olduğunu söylemiştir Biswas.
Araştırmacılar ayrıca hastane bekleme odası, orkestra salonu ve diş muayenehanesi gibi yerlerde COVID-19 bulaşma riskini ölçmek istemişlerdir. Bu nedenle, kimya, çevre ve malzeme mühendisliği alanında doktora öğrencisi olan Shruti Choudary’nin de dahil olduğu Biswas’ın ekibi, MAXIMA ve giyilebilir MINIMA sensörlerini St. Louis bölgesindeki çeşitli konumlara kurmuşlardır. Daha sonra en yüksek aerosol seviyelerinin nerede bulunduğunu gösteren ısı haritaları oluşturmuşlardır.
Verilerin analizi devam etmesine karşın, erken bulgular, yeterli havalandırmaya sahip hastane bekleme odalarındaki havanın nispeten temiz olduğunu, dişhekimliği ofisleri ve orkestra salonlarının daha fazla sorunlu noktaya ya da daha yüksek parçacık konsantrasyonlarının olduğu noktalara sahip olduğunu ve daha fazla COVID-19 taşınımı için potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Bu ölçümlere dayanarak, orkestra salonlarında havadaki partikül konsantrasyonları seviyesini en aza indirecek çözümler de bulmuşlardır.
Biswas, “Aerosollerin biriktiği alanı temizlemek için belirli bir havalandırma düzeni oluşturabilirsiniz,” demiştir. Bu arada, diş muayenehanelerinde havalandırma ve maske kullanmanın da kritik olduğunu öğrenmişler ve ayrıca belirli prosedürlerin diş hekimini ve personeli daha yüksek riske atabileceğini fark etmişlerdir. Bu nedenle, Biswas’ın ekibi bu prosedürler için, hem diş hekimini hem de hastalarla yakın temas halinde olan personeli korumak için havalandırma aletlerini daha sık kullanmak gibi belirli stratejiler önermişlerdir.
Biswas, “Bu, bu ortamlarda havadaki partikül madde konsantrasyonlarını tam olarak haritalamak için gerçek zamanlı enstrümantasyon kullanan, türünün ilk çalışmasıydı,” demiştir.
Bu arada Biswas, geliştirildikten sonra MINIMA ve MAXIMA sensörlerinin işletmeler ve bireysel tüketiciler için COVID-19’u izleyebileceğini umduğunu söylemiştir. Biswas, ne kadar çok sensör yerleştirilirse, hastalığın yayılmasından kaynaklanan potansiyel riskleri o kadar doğru bir şekilde tahmin edebileceklerini eklemiştir.
“Sensörler gerçek zamanlı olarak bilgi verebilir ve topluluk genelinde bir ağ varsa, bir uygulama bu verileri alabilir ve yakınlarında yüksek düzeyde virüs parçacıkları varsa insanları ekstra önlemler almaları konusunda uyarabilir,” demiştir.
Kaynak: techxplore.com
