潮湿的外科口罩，防飞沫的情况如何呢?

时间：2021-11-29 00:00:00 来源：网络整理

在研究了不同层数的口罩在阻止呼吸液滴从口罩中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当液滴与湿口罩接触时会发生什么情况。他们的研究结果表明，潮湿的口罩仍然能有效阻止这些液滴从口罩中逸出并雾化成更小、更容易扩散的悬浮颗粒。

本研究仅调查了湿口罩对液滴穿透的影响；研究人员指出，如果口罩是湿的，人们应该遵循公共卫生指南更换口罩，因为湿口罩更难呼吸，过滤吸入空气的效率更低，并且比干口罩更容易在口罩边缘排气。

“虽然人们已经探索了各种干式口罩的功效，但还缺乏对湿式口罩的全面调查。然而，用户长时间佩戴口罩，在此期间，由于呼吸、咳嗽、打喷嚏等释放的呼吸道飞沫，口罩基质会变湿，”来自加州大学圣地亚哥分校、印度科学学院和多伦多大学的工程师团队写道。研究人员于11月21日在美国物理学会第74届流体动力学年度会议上公布了他们的研究结果。同一篇论文将发表在12月7日的《physical Review Fluids》上。

他们发现，也许与直觉相反，潮湿的口罩实际上使这些呼吸飞沫更难穿透和逃离口罩，分裂成更小的雾化颗粒;研究表明，与落在地面的较大飞沫相比，这些较小的颗粒更有可能传播SARS-CoV-2病毒，因为它们在空气中停留的时间更长。在模拟这一现象背后的物理机制时，他们发现普通外科口罩等疏水口罩与布类口罩等亲水口罩存在两种截然不同的机制。

为了准确研究湿度如何影响液滴的穿透，研究人员使用注射器泵生成模拟呼吸液滴，缓慢地将液体通过针头推入三种口罩材料中的一种:一种外科口罩，两种不同厚度的布口罩。研究人员用高速摄像机以每秒4000帧的速度捕捉水滴撞击口罩时的情况，并在口罩受潮时继续研究。

他们发现，与干燥时相比，咳嗽或打喷嚏时的飞沫必须以更高的速度通过口罩。在低吸水性的口罩上，如外科口罩，呼吸液滴在口罩表面形成小珠，为受影响的液滴提供额外的阻力，以防止可能的渗透。

亲水的布面具没有这种珠饰——相反，布料会吸收液体，随着口罩吸收更多的体积，湿润的区域会扩散。这些布口罩的多孔基质充满了液体，因此需要液滴置换更大体积的液体来穿透口罩。由于这种额外的阻力，穿透性较弱。

该论文的第一作者、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说:“总而言之，我们证明了湿口罩比干口罩更能抑制呼吸道飞沫。”

“然而，我们也需要注意湿口罩的侧漏和透气性，这在我们的研究中没有调查，”加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程教授、合著者Abhishek Saha补充说。

该工程师团队还包括多伦多大学的Swetaprovo Chaudhuri教授和印度科学研究所的Saptarshi Basu教授，他们精通这种类型的实验和分析，尽管他们习惯于研究空气动力学和液滴的物理应用，包括推进系统，燃烧，或热喷雾。他们从去年新冠肺炎疫情爆发后开始关注呼吸道飞沫物理学，一直在研究这些飞沫的传播及其在传播新型冠状病毒疾病中的作用。

2021年3月，该团队在《Science Advances》杂志上发表了一篇论文，详细介绍了一层、两层和三层干燥口罩在阻止呼吸道飞沫穿透口罩方面的有效性。使用与湿口罩实验类似的方法，他们证明了三层口罩在阻止咳嗽或打喷嚏中的大飞沫变成小飞沫方面最有效。这些大的咳嗽飞沫可以穿过单层和双层口罩，雾化成小得多的飞沫，这是特别关键的，因为这些小的气溶胶飞沫可以在空气中停留更长的时间。

penetration and Secondary Atomization of Droplets Impacted on Wet Facemasks

郑重声明：文章仅代表原作者观点，不代表本站立场；如有侵权、违规，可直接反馈本站，我们将会作修改或删除处理。