به عنوان بخشی از تلاش‌ها برای کاهش بیماری همه‌گیر جهانی کووید-19، ماسک‌های کاغذی بیش از پیش الزامی شده‌اند. اثربخشی نسبی آن‌ها دیگر مورد سؤال نیست، اما استفاده گسترده از آن‌ها دارای اشکالاتی است. از جمله اثرات زیست‌محیطی ماسک‌های یکبار مصرف که از لایه‌های میکروالیاف پلاستیکی پلی‌پروپیلن نبافته ساخته شده‌اند. علاوه بر این، آن‌ها صرفاً عوامل بیماری‌زا را دام می‌اندازند به جای آن که آن‌ها را نابود کنند.
لسلو فورو، رئیس آزمایشگاه فیزیک مواد کمپلکس مؤسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان (EPFL)، می‌گوید: «در محیط بیمارستان، این ماسک‌ها در سطل‌های مخصوص نگهداری می‌شوند و به طور مناسب مدیریت می‌شوند. با این حال، استفاده از آن‌ها در سطحی گسترده‌تر، جایی که آن‌ها به درون سطل زباله باز پرتاب می‌شوند و حتی در خیابان رها می‌شوند، می‌تواند آن‌ها را به منابع جدید آلودگی تبدیل کند.»
پژوهشگران در آزمایشگاه فورو در حال کار بر روی یک راه‌حل امیدوارکننده برای این مشکل هستند: غشا ساخته‌شده از نانوسیم‌های تیتانیوم اکسید، که از نظر ظاهری شبیه به کاغذ فیلتر هستند، اما خواص ضد باکتری و ضد ویروسی دارند.
مواد کوجود در این ماسک‌ها با استفاده از ویژگی‌های فوتوکاتالیستی تیتانیوم دی‌اکسید کار می‌کند. الیاف هنگام قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، رطوبت موجود را به عوامل اکسنده مثل آب‌اکسیژنه تبدیل می‌کند، که توانایی تخریب عوامل بیماری‌زا را دارد. فورو می‌گوید: «از آنجا که فیلتر ما در جذب رطوبت بسیار خوب است، می‌تواند قطرات حامل ویروس و باکتری را به دام بیندازد. این یک محیط مساعد برای فرآیند اکسیداسیون است که توسط نور ایجاد می‌شود.»
کار پژوهشگران در مجله Advanced Functional Materials ارائه شد و شامل آزمایش‌هایی است که توانایی غشا را در نابودی اشریشیا کلی (E. coli) باکتری مرجع در تحقیقات پزشکی و همچنین رشته‌های DNA را در عرض چند ثانیه نشان می‌دهد. براساس این نتایج، پژوهشگران ادعا می‌کنند (اگر چه این کار به طور تجربی ثابت خواهد شد) این فرآیند برای طیف وسیعی از ویروس‌ها از جمله SARS-CoV-2 نیز به همان اندازه موفق خواهد بود.
این مقاله همچنین بیان می‌کند که تولید چنین غشایی در مقیاس بزرگ امکان‌پذیر است؛ زیرا تجهیزات آزمایشگاه به تنهایی قادر به تولید ۲۰۰ متر مربع کاغذ فیلتر در هفته و یا ۸۰ هزار ماسک در ماه است. علاوه بر این، این ماسک‌ها می‌توانند استریل شوند و هزاران بار مجدد مورد استفاده قرار گیرند. این امر کمبودها را برطرف می‌کند و میزان زباله ایجاد شده توسط ماسک‌های جراحی یکبار مصرف را کاهش می‌دهد. در نهایت، فرآیند تولید، که در برگیرنده تکلیس (calcining) نانوسیم‌های تیتانیت است، آن‌ها را پایدار می‌سازد و از خطر استنشاق نانوذرات توسط کاربر جلوگیری می‌کند.
در حال حاضر یک شرکت تازه‌تاسیس به نام سوکسید (Swoxid) برای انتقال فناوری به خارج از آزمایشگاه آماده می‌شود. آندره هوروت نویسنده اصلی این مقاله و یکی از بنیان‌گذاران سوکسید، می‌گوید: «این غشا همچنین می‌تواند در تجهیزات حفاظت شخصی و همچنین سیستم‌های هوارسانی و تهویه مطبوع استفاده شود.»
