INVENTOR DE MASCARILLA N95

Taiwanés jubilado retorna a la acción

Al doctor Peter Tsai, inventor en los años ‘90 de las máscaras N95, no le dejan jubilarse; el nuevo coronavirus forzó el regreso de su retiro para buscar soluciones a la escasez de protección para los sanitarios. “Prefiero vivir el resto de mis años con la certeza de haber salvado vidas que haciéndome rico”, reconoce con modestia.
Tsai (68), un inmigrante taiwanés residente en EEUU, experto en Tecnología Textil y profesor, inventó en 1992 la que ha resultado ser una de las innovaciones más importantes para luchar contra la pandemia del Covid-19: las máscaras N95, que incluso ha mejorado con el tiempo con nuevas combinaciones de fibras.
“Sentí que era mi responsabilidad hacer algo por ser el inventor de esta tecnología tan demandada”, indica, mientras sostiene varios modelos de sus máscaras en su casa de Knoxville (Tennessee), desde donde trabaja, en ocasiones, más de 15 horas seguidas.
El teléfono de Tsai comenzó a sonar a principios de año y no ha parado desde entonces. Primero llamaron de China y luego de Estados Unidos y de Europa.
El profesor jubilado decidió improvisar un laboratorio de pruebas en su casa y se puso a testar la eficiencia de diferentes técnicas para esterilizar y volver a usar los respiradores, que desde un comienzo escasearon y son la última barrera entre el virus SARS-CoV-2 y el personal sanitario en los hospitales.
“Colocar la máscaras en un calor seco de 70 grados Celsius durante 60 minutos permite esterilizar la máscara sin que pierda carga electrostática” es una de las conclusiones de los estudios domiciliarios del profesor Tsai.
El científico ha publicado un análisis en el que detalla las conclusiones de sus experimentos, que han sido adaptados, replicados o llevados un paso más allá por instituciones como los Institutos Nacionales de Salud de EEUU (NIH, en inglés) o grupos de científicos y voluntarios internacionales como el N95DECON, que hacen las máscaras reuitizables y seguras para el personal sanitario.
Además, Tsai ha ayudado a levantar nuevas líneas de producción de las fibras de las N95 o reconvertir otras para un nuevo propósito durante la pandemia: salvar vidas.
Una de sus contribuciones ha sido trabajar con el laboratorio Oak Ridge para cambiar su sistema de producción y poder producir fibras para 9.000 máscaras N95 por hora.
Este proceso, que pretende rápidamente hacer masiva la producción de máscaras N95, ha sido compartido con toda industria que quiera comenzar a fabricar máscaras o mejorar la velocidad con que generan este bien convertido en primera necesidad en todo el mundo.
“Básicamente, no he recibido dinero por el trabajo”, señala Tsai, al que en ocasiones han tenido que forzar un pago simbólico, pues algunas instituciones así lo requieren.
“Es más valioso ayudar a la gente y salvar vidas que ganar dinero y hacerse rico”, asegura Tsai, que ha merecido constantes halagos de las personas con las que ha colaborado tanto a lo largo de su carrera como en estos meses de emergencia mundial por la pandemia del Covid-19.
A lo largo de una docena de patentes durante toda una vida de trabajo en Estados Unidos, Tsai ha perfeccionado una tecnología basada en fibras no tejidas (generadas por procedimiento mecánicos), que origina una carga electrostática y repele el 95% de partículas, entre ellas, virus que son transportados en microscópicas gotas de saliva en el aire.

Las máscaras N95, llamadas así por ser capaces de filtrar el 95% de partículas en el aire, fueron ideadas para proteger a trabajadores de la industria y la construcción, pero no fue necesario mucho tiempo para darse cuenta de su importancia en el sector sanitario.
Primero se demostró su utilidad para frenar los contagios de tuberculosis y posteriormente en 2003 para prevenir la extensión de la primera epidemia de un coronavirus mortal: el SARS.
“El enfoque principal de mi tecnología ha cambiado con los años”, afirma Tsai, quien sin proponérselo se ha convertido en un David Sheridan, el inventor+ del catéter desechable y otras patentes que salvan vidas a diario, de nuestro tiempo.

N95發明功臣為台灣工程師蔡秉燚介绍发明N95口罩过滤材料的美国科学家

上世纪90年代,蔡秉燚(Peter Tsai) 发明了用于制造N95口罩的材料,当时他从未想到几十年后能够挽救千百万人的生命。 接受專訪時說,農家出身的他,小時得幫家裡賺錢,沒有太多時間念書,清水高中畢業後,便選擇就讀台北工專纖維科化纖組。想法很單純,就是希望學個一技之長。
民國64年從台北工專畢業,蔡秉燚趕上台灣紡織業蓬勃發展的黃金年代,當時紡織業出口值高過電子業,一技之長確實讓他很快找到第一份工作,在紡織研究中心(即後來的紡織產業綜合研究所)為工業局做整個紡織行業的品質管制的管理,隨後又到業界一家染整廠任職。
蔡秉燚于1981年从台湾来美,在堪萨斯州立大学(Kansas State University)留学,后来在工程和硬科学领域的各学科完成了500多个学分的课程,获得材料科学专业的博士学位,据他说相当于6个博士学位。 蔡秉燚随他的教授从堪萨斯州立大学转往诺克斯维尔(Knoxville)的田纳西大学(University of Tennessee),最后成为该校教授。 蔡秉燚在那里带领一个研究团队研制通过静电吸附微颗粒的方式过滤空气的材料。
1992年,他的团队研发出一种带正电荷和负电荷的材料,可吸附95%的灰尘、细菌和病毒等微颗粒,使之在通过口罩前产生极化。 他说,“最初的意图是用这些带静电的纤维材料制作空气过滤器,用于家庭过滤网等。 这个新发明很快就用于制造为个人使用的一次性N95口罩,因为口罩也是一种空气过滤器。最初这种口罩适用于在扬尘环境下工作的建筑工人,可阻挡微小的颗粒。
据蔡秉燚说,1996年美国疾病预防和控制中心(U.S. Centers for Disease Control)发现N95口罩还可以吸附和阻挡病毒。从此,他发明的材料与3M公司的医疗口罩结合在一起,供世界各地的医疗人员使用。2018年,蔡秉燚从教师岗位上退休。
COVID-19冠状病毒疫情来袭的时候,他中止了退休生活,每天工作18-20小时,研究如何最有效地对N95口罩进行消毒,在需求上升但口罩供应短缺的情况下达到重复使用口罩的目的。
由于蒸煮、酒精和烘烤都会降低口罩的有效性,蔡秉燚发现在烤箱中以71摄氏度进行烘烤行之有效。
他倾向采用的方法是,使口罩在不接触任何物体的情况下静置几天,可以让病毒自然消亡。病毒在这段时间内没有宿主,就会在口罩表面死亡。蔡秉燚说,为了阻止COVID-19冠状病毒的传播,即使没有N95口罩,任何棉布口罩或遮盖口鼻都比没有任何遮盖好。他说,人人都需要戴口罩。
新冠疫情讓口罩成為全球戰備物資,尤其N95口罩更是各國醫護人員保命關鍵。一篇N95口罩技術發明人來自台灣的文章,過去幾天瘋傳全台。

N95是跨學科發明

熔噴與靜電充電技術牽涉理工工程與材料開發領域,正因蔡秉燚涉獵廣泛,又能將所學融合,一個人同時解決不織布熔噴工藝,以及纖維駐極處理的問題,才協助所在的田納西大學研究團隊將技術開發成功,他也因此在2006年首度獲頒田納西大學極負盛名的惠利獎(B. Otto and Kathleen Wheeley Award)。
蔡秉燚告訴《天下》,今日N95口罩普遍運用的靜電充電技術,是他在1990年代初期就已發明不織布電暈靜電荷加電(corona electrostatic charging)。 當時研究團隊試過各種不同方式、各種不同電極結構,來為纖維充電,直到最後才找到電暈加電方式,經過極高的電場將游離的空氣加速,再加進纖維使其帶電。 通過這一製程生產出來的不織布,過濾效果是原來10倍,且織品厚薄適中,所以不僅是N95口罩,一般醫療口罩也廣泛運用。

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