一种新材料可以在其外表面为病毒提供致命的热量，同时在背面保持凉爽，可以改变我们制造和使用个人防护装备(PPE)的方式，减少与当前材料和实践相关的污染和碳足迹。
莱斯大学工程师开发的复合纺织材料利用焦耳加热，可在5秒内净化其表面的SARS-CoV-2等冠状病毒，有效杀死至少99.9%的病毒。由该材料制成的可穿戴物品可以处理数百次用途，一副手套就有可能避免因废弃的一次性丁腈手套而产生近20磅的废物。
莱斯大学机械工程研究生马奎斯·贝尔(MarquiseBell)表示：“个人防护装备浪费的激增以及大流行期间供应链短缺造成的问题使我们意识到需要可重复使用的个人防护装备。”在ACS应用材料与界面。“这项工作为系统性地放弃一次性个人防护装备铺平了道路。
“最好的部分是，你甚至不需要脱掉手套或其他防护服来清洁它们。这种材料可以让你在几秒钟内净化，这样你就可以回到手头的任务。”
利用电流，该材料将其外表面迅速加热到100摄氏度(212华氏度)以上，同时在靠近用户皮肤的背面保持接近正常体温，最高温度约为36摄氏度(97华氏度))。
贝尔说：“设备必须足够热才能有效杀死病毒，但又不能太热，以免造成用户灼伤或不适。”“我们加入了安全机制，以确保后者不会发生。”
与其他净化方法相比，干热往往既可靠又不太可能损坏防护设备。然而，制造能够快速加热到足够温度的可穿戴设备需要做大量的工作。
“我们的实验室对病毒的热灭活进行了大量研究，”该研究的作者、机械工程助理教授丹尼尔·普雷斯顿说。“我们在美国国家科学基金会拨款的支持下，在大流行期间开始尝试了解这些病毒失活的机制以及它如何在较高温度下加速。”
早期的研究有助于材料的设计。生物科学教授陶一智的病毒学实验室进行了实验，以证实这种材料的自净化能力。她说，实验数据与预测的吻合程度给她留下了深刻的印象。
“我们很高兴能够为这种新材料贡献我们的专业知识，”陶补充道。
帮助这项研究的陶实验室研究生凯·叶表示，这款手套很好地通过了“传染性测试”，并有望防范其他类似病毒。
考虑到其外表面和内表面之间的温差，该材料令人惊讶地柔软且轻便——这一壮举直接促进了贝尔对智能纺织材料的研究重点。
“我研究可分层用于可穿戴辅助设备的软制品的力学、热力学和传热过程，”贝尔说，他获得了美国宇航局空间技术研究生研究机会奖学金的资助。“例如，宇航服由很多层组成：最内层是许多功能发生的地方，靠近人体。然后中间有很多隔热层，最上面有更坚固、更具保护性的层。”衣服外面有几层。
“我研究如何使用智能纺织材料并将其集成到宇航服中，以减轻重量，同时增加多功能性。”
根据该计划，贝尔参加了今年的NextProfNexus，这是一个竞争性研讨会，是“全国范围内加强下一代工程学术领导者并使之多样化的努力的一部分”。
NextProfNexus由密歇根大学、加州大学伯克利分校和佐治亚理工学院联合举办，帮助来自弱势群体的工程专业学生做好进入学术就业市场的准备，从研究空缺职位和资助机会到制作有效的申请材料。
今年，NextProf由佐治亚理工学院主办，迎来了最大的一批参与者——超过300名申请者中约有70名参与者。
“我现在正处于博士学位的后半阶段，这一点变得更加真实，”贝尔说。“这次研讨会比我最初预期的更全面、更深入，我很高兴有机会参加。”