口罩起作用了。真的。我们会告诉你怎么做

2020-10-31 21:29:40

哈佛大学健康建筑项目主任约瑟夫·G·艾伦(Joseph G.Allen)表示,关于口罩的公共卫生辩论已经尘埃落定。他说,当你戴上口罩时,“你保护了你自己,你保护了别人,你阻止了你自己触摸你的脸。”你发出信号说戴面具是正确的做法。

在冠状病毒病例仍在上升的情况下,戴上口罩比以往任何时候都更重要。在这部动画中,你将看到一条布料在抗击大流行方面是多么有效。

面具有多种样式和材质,但它们的工作方式通常是相同的。纤维层捕捉大的呼吸液滴和被称为气溶胶的较小的空气悬浮颗粒,它们可以携带冠状病毒。

这个过程被称为过滤,而材料捕获颗粒的能力称为过滤效率。

紧密编织的棉布比大多数普通面料的性能都要好。像N95口罩这样的无纺布材料是最有效的。

让我们仔细看看过滤是如何在微观层面上起作用的。

下面是棉质口罩的纤维与不同大小的气溶胶颗粒的比较。冠状病毒的大小和最小的颗粒差不多,但它通常在较大的颗粒内传播。

这些纤维呈现出一片茂密的森林,当粒子随着气流移动时,它们必须导航。物理定律影响粒子如何与纤维相互作用,以及面具捕捉纤维的效果如何。

较大的颗粒更容易被捕获。当气流将它们带到可接触的距离内,或者当它们的动量导致它们偏离航线时,它们会直接撞到纤维上,并被卡住。

最小的颗粒物被空气分子以随机的之字形模式反弹,增加了它们在纤维森林中停留的时间和被捕获的机会。

中等大小的颗粒是最难过滤的。它们避开了捕获,因为它们跟随气流,扭曲并绕过纤维。

这是N95口罩的纤维。它们是由合成材料制成的,大小不一,排列随意。

它们还有一个额外的特点:可以吸引和捕获各种大小的粒子的静电电荷。

在大多数面罩不足的地方,N95出类拔萃。他们的材料可以过滤至少95%难以捉摸的中等粒子,甚至更多的大小粒子。

纤维并不是过滤的唯一因素。各种口罩的过滤效率因其形状和适合性而不同。

一个好的口罩应该有很大的表面积,边缘紧贴,形状要在鼻孔和嘴巴周围留出空间。

这创造了一个更大的呼吸区来捕捉颗粒,并增加了它们遇到纤维的机会。

一些口罩有阀门,可以让你更容易呼气,但如果没有过滤器,这些阀门就不会捕获你呼出的气溶胶,所以它们对其他人几乎没有保护作用。

一辆合身的N95是黄金标准,但如果你拿不到也不用担心。当每个人都戴上口罩时,综合过滤效率就会提高。

比方说,你戴的口罩过滤掉了你呼出的颗粒物的一半。

最终到达别人口罩的颗粒会被再次过滤,从而减少通过的数量。

弗吉尼亚理工大学的气溶胶专家林赛·马尔(Linsey Marr)说:“很明显,尽管布质口罩没有N95那么有效,但在减少传播方面仍然有效。”“即使你没有实现95%的减排目标,有总比没有强。”

良好的通风和社会距离进一步降低了传播的风险。如果每个人都戴上面具,保持距离,集体利益就会上升。

增强现实体验让你站在N95呼吸器的放大纤维内,看看它是如何过滤气溶胶的。发射不同大小的气溶胶,看看它们是如何被呼吸器的纤维捕获的。要在您的共享空间中体验这一功能,您需要Instagram应用程序。

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资料来源:Audrey Dang和Brent Williams,华盛顿大学能源、环境与化学工程系和气溶胶科学与工程中心;Linsey Marr,弗吉尼亚理工大学土木与环境工程系;Joseph G.Allen,哈佛大学T.H.Chan公共卫生学院;Chris Zangmeister,国家标准与技术研究所材料测量实验室;Edward Vicenzi,史密森学会博物馆保护研究所;Christian J.Kähler,慕尼黑德意志大学流体力学与空气动力学研究所;Jesse V.Jokerst,加州大学圣地亚哥分校纳米工程系;弗兰克·德鲁尼克(Frank Drewnick),马克斯·普朗克化学研究所粒子化学系;理查德·斯图特(Richard Stutt),剑桥大学流行病学和模型组。

Instagram Effect作者:Nick Bartzokas,Lian Chang,Lydia Jessup,Noah Pisner,Caroline Cox-Orrell和Paula Ceballos。Destinée-Charisse Royal补充报道