Konsep Fisika dalam Masker N95

Oleh: Assyifa Rahman Hakim (Fisika UI 2019) dan Farhan Akbar Erdian (Fisika UI 2018)

Pada tahun 2020 ini, Dunia disibukkan dengan adanya pandemi Covid-19. Penyakit ini disebabkan oleh virus dari kelompok Coronavirus yang dapat menular melalui droplets yang dikeluarkan oleh orang yang terinfeksi. Untuk itu mencegah penyebaran penyakit Covid-19 ini, Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) memberikan protokol penjagaan kesehatan dimana salah satu protokol kesehatan tersebut adalah untuk selalu menggunakan masker.

Visualisasi virus menyebar melalui droplets yang dikeluarkan penderita (sumber gambar: tirto.id)

Di era teknologi seperti ini, terdapat berbagai jenis masker dengan efektivitas dan kegunaannya tersendiri. Sebagaimana yang kita ketahui, masker pada umumnya bekerja dengan cara mencegah debu dan partikel kecil masuk ke dalam mulut dan hidung dengan cara penyaringan. Namun, ternyata ada jenis masker yang mengaplikasikan konsep fisika didalamnya, salah satunya masker N95

Bagaimana Cara Kerja Masker N95?

Sebagaimana namanya, masker N95 mampu menangkap partikel yang tidak diinginkan (seperti debu, asap, dan sebagainya) dengan efektivitas sebsesar 95%. Terdapat tiga mekanisme yang dilakukan masker ini sehingga bisa menyaring partikel dengan efektivitas sebesar itu

1. Masker ini dibuat berlapis dan memanfaatkan sifat mikroskopik partikel yang dapat menempel akibat gaya van-der-waals. Jika diibaratkan, masker ini tidak bekerja sebagaimana penyaring biasa melainkan seperti jaring laba-laba. Lapisan masker yang lebih banyak akan lebih menjamin penangkapan partikel yang lebih efektif
2. Partikel makroskopik (berukuran >1 mikrometer) bergerak dengan lintasan yang relatif berada pada garis lurus sehingga terjamin untuk menyentuh lapisan masker yang berlapis, metode ini dinamakan “Penyaringan oleh Tumbukan Inersial”. Sementara, Partikel mikroskopik (berukuran <0,1 mikrometer) biasanya bergerak secara zig-zag akibat Gerak Brown. Gerakan ini juga akan menjamin partikel nantinya akan “berdifusi” (melekat) pada lapisan masker, ini disebut “Penyaringan akibat difusi”
3. Partikel diantara ukuran tersebut (diantara 0,1 dan 1 mikrometer) memiliki gerakan yang acak dan sulit untuk disaring dengan metode sebelumnya karena partikel dengan ukuran ini akan terbawa oleh udara melewati celah-celah lapisan pada masker. Untuk itu, perlu cara lain untuk menyaring partikel tersebut. Masker N95 dibuat dari kain dengan bahan yang menimbulkan efek listrik statis, bahan ini akan menghasilkan medan listrik sehingga ketika partikel yang umumnya bermuatan netral akan termuati dan tertarik ke kain. Penangkapan partikel ini memiliki konsep yang sama dengan styrofoam yang dapat menempel pada bulu-bulu kucing. Penyaringan ini 10 kali lebih baik dari penyaringan biasa. Penyaringan ini bisa disebut dengan “Penyaringan dengan Penarikan Elektrostatis”

Styrofoam yang menempel pada bulu kucing akibat gaya elektrostatis (Sumber gambar: commons.wikimedia.org)

Infografis Instagram: Farhan Akbar Erdian (Fisika UI 2018)

Editor : Assyifa Rahman Hakim (Fisika UI 2019)

Daftar Pustaka

N95Decon. 2020. What is an N95 Respirator? Diakses pada 19 Juli 2020, dari www.n95decon.org.

Allen, Joseph. 2020. Without training, N95 masks may not protect workers on the COVID-19 front-lines. Diakses pada 20 Juli 2020, dari www.statnews.com.