在研究了不同层口罩在防止呼吸道飞沫逸出方面的有效性后,一个国际研究小组现在将注意力转向模拟飞沫与湿口罩接触时会发生什么。他们的结果表明,潮湿的口罩仍然可以有效防止这些液滴逸出口罩并雾化成更小、更容易传播的气溶胶颗粒。
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本研究仅研究湿口罩对飞沫穿透的影响;研究人员指出,人们应该遵循公共卫生指导,在口罩潮湿时更换口罩,因为潮湿的口罩更难以呼吸,并且更能有效地过滤吸入的空气。低,且与干式口罩相比,口罩边缘的通气量更大。
“虽然对各种干式口罩的功效进行了探索,但对湿式口罩缺乏全面的调查。然而,使用者长时间佩戴口罩,在此期间,口罩很容易受到呼吸、咳嗽释放的呼吸道飞沫的影响。” 、打喷嚏等。基质变得潮湿,”来自加州大学圣地亚哥分校、印度科学研究所和多伦多大学的工程师团队在一篇研究论文中写道。研究人员于12 月7 日在《Physical Review Fluids》 上发表了他们的研究结果。
他们发现,也许与直觉相反,潮湿的口罩实际上使这些呼吸道飞沫更难穿透和逸出口罩并分解成更小的气溶胶颗粒。研究表明,这些较小的颗粒比落在地面上的较大液滴更有可能通过在空气中停留更长时间来传播SARS-CoV-2 病毒。在对发生这种情况的物理原理进行建模时,研究人员发现普通外科口罩等疏水性口罩与布口罩等亲水性口罩有两种截然不同的机制。
为了准确研究湿度如何影响飞沫渗透,研究人员使用注射泵产生了模拟呼吸飞沫,该注射泵缓慢地将液体通过针头推到三种口罩材料之一上:外科口罩和两块不同厚度的布。优质口罩。研究人员用高速摄像机以每秒4,000 帧的速度捕捉到水滴撞击面罩时发生的情况,并在面罩变湿时继续研究。
他们发现,咳嗽或打喷嚏时产生的飞沫必须以比干燥时更高的速度穿过口罩。在吸收率低的疏水性口罩(例如外科口罩)上,呼吸道飞沫会在口罩表面形成小珠,这为受影响的飞沫提供了额外的阻力,并防止可能的渗透。
亲水布口罩不会出现这种珠状现象;相反,布会吸收液体,并且随着面罩吸收更多的体积,润湿的区域会扩散。这些布口罩的多孔基质充满液体,因此液滴需要置换大量液体才能穿透口罩。由于存在这种额外的阻力,穿透力会变弱。
第一作者、加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院机械工程博士生Sombuddha Bagchi 表示:“总而言之,我们表明湿口罩比干口罩能更好地限制弹道呼吸道飞沫。”
论文合著者、加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程系教授Abhishek Saha 补充道:“不过,我们还需要关注湿式口罩的侧漏和透气性,这些问题并未得到调查。在我们的研究中。”