Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Chicago bleven maar denken aan het spinnen, trillende gereedschappen in een tandartspraktijk die water in mist veranderen en het de lucht in laten vliegen. Als die mist een virus of een andere ziekteverwekker bevat, het is een gevaar voor de gezondheid voor tandartsen en patiënten.

In een artikel dat deze week is gepubliceerd in Fysica van vloeistoffen , Alexander Yarin en zijn collega's ontdekten dat de krachten van een trillend gereedschap of een tandartsboor niet opgewassen zijn tegen de visco-elastische eigenschappen van voedselveilige polymeren. zoals polyacrylzuur, die ze gebruikten als een kleine toevoeging aan water in tandheelkundige omgevingen.

Hun resultaten waren verrassend. Niet alleen elimineerde een kleine toevoeging van polymeren de aërosolvorming volledig, maar dat deed het met gemak, het vertonen van fundamentele polymeerfysica, zoals spoel-rek overgang, dat het beoogde doel prachtig diende.

Ze testten twee door de FDA goedgekeurde polymeren. Polyacrylzuur bleek effectiever dan xanthaangom, omdat naast de hoge rekviscositeit (hoge elastische spanningen bij rekken), het onthulde een relatief lage afschuifviscositeit, wat het pompen gemakkelijk maakt.

"Wat verrassend was, was dat het allereerste experiment in mijn laboratorium het concept volledig bewees, " zei Yarin. "Het was verbazingwekkend dat deze materialen zo gemakkelijk en volledig aërosolvorming door tandheelkundige instrumenten konden onderdrukken, met aanzienlijke traagheidskrachten. Hoe dan ook, de elastische krachten gegenereerd door kleine polymeeradditieven waren sterker."

Hun studie documenteerde de gewelddadige explosie van waterzakken die aan de tanden en het tandvlees werden geleverd en die door het tandheelkundige hulpmiddel werden verneveld. De spuitnevel die gepaard gaat met een bezoek aan de tandarts is het resultaat van water dat in aanraking komt met snelle trillingen van een gereedschap of de middelpuntvliedende kracht van een boor, die water in kleine druppeltjes barst en deze voortstuwt.

Het polymeermengsel, wanneer gebruikt om te irrigeren, onderdrukt uitbarstingen; in plaats daarvan, polymeermacromoleculen die zich uitstrekken als elastiekjes beperken de wateraerosolisatie. Wanneer de punt van een trillend gereedschap of een tandboor in een polymeeroplossing valt, de oplossing rijgt zich in slangachtige strengen, die naar de punt van het gereedschap worden teruggetrokken, het veranderen van de gebruikelijke dynamiek die wordt gezien met zuiver water in de tandheelkunde.

"Als druppeltjes proberen los te komen van een vloeibaar lichaam, de druppelstaart is uitgerekt. Dat is waar de significante elastische krachten die samenhangen met de spoel-rekovergang van polymeermacromoleculen in het spel komen, "Zei Yarin. "Ze onderdrukken de verlenging van de staart en trekken de druppel terug, aërosolvorming volledig voorkomen."