
在有效限制冠状病毒传播方面,并非所有口罩都是一样的。
几个月来,口罩在美国一直是争论的话题,因为不一致的规定和一部分人的怀疑导致了口罩的使用不平衡。然而,潮流可能正在转变。目前,32个州(包括印第安纳州)和哥伦比亚特区要求在公共场合戴口罩,此前多次九博体育研究表明,口罩是抗击COVID-19的有力工具。一个模型预测,如果普遍接受戴口罩,到12月,美国可以挽救3万多人的生命。
这种有效性背后的科学原理现在已经基本被理解:口罩通过容纳感染者在说话、咳嗽或打喷嚏时释放的飞沫,有助于防止病毒的气溶胶传播。否则,这些飞沫会蒸发到空气中,并留下不能很快沉降的核,然后被未感染者吸入,从而传播病毒。
在这个高级视图下面是大量的细微差别。人们说话的音量和实际用词,以及面具的类型都是影响因素。
为了评估这些变量,该大学求助于化学和生物分子工程教授大卫·雷顿。雷顿和化学与生物分子工程教授、负责九博体育研究和九博体育研究生课程的高级副院长马克·麦克里迪(Mark McCready)用几种口罩和面罩进行了一项测试,以确定哪种口罩和面罩能最有效地阻挡飞沫的排放。他们使用粒子图像测速仪和激光片成像技术测量了辐射。这种方法可以看到液滴,并将速度测量结果制成表格。
雷顿解释说,水滴的变化很大程度上取决于说话的音量和说话的内容。例如,元音发音或在体育比赛中大喊大叫时产生的水滴通常很小,但可以悬浮更长时间。这些声音往往来自喉咙后部。辅音——往往发源于口腔前部——通常会产生更大的水滴,音量也更高。这些声音有很高的爆炸压力,在以更快的速度释放之前,肺部的空气会被短暂阻塞。
不同类型的面罩在阻挡这些不同体积的液滴排放方面的效果各不相同。莱顿的实验显示,说话者在说“pop”和“fish”这两个具有高爆炸压力的单词时,会释放出液滴。

说“pop”这个词的时候会有液滴排出。

说“pop”这个词的时候会有液滴排出。
“我们必须解决的第一个问题是面罩和口罩的问题,”莱顿说。“面罩能充分替代口罩吗?不幸的是,答案是否定的。”
雷顿解释说,面罩可能只适用于保护佩戴者免受直径约100微米的大液滴的伤害。(人的一根头发大约40微米。)这种大小的飞沫通常只有在人近距离打喷嚏时才会散发出来。当然,这种情况很少发生。面罩既不能充分阻挡佩戴者说话时喷出的飞沫,也不能阻挡佩戴者在场的其他人。
在排除面罩的情况下,九博体育研究人员转向口罩和覆盖物。Leighton测试了一种单层织物口罩,一种双层织物口罩和一种绑腿,这种绑腿是一种围巾状的衣服,可以套在嘴巴和鼻子上。
“你必须戴上口罩。没有别的办法。——大卫·雷顿
“单层材料在‘流行’测试中表现不佳,”Leighton说。问题仅仅是厚度的问题:一层织物并不能很有效地阻挡液滴的喷射。例如,与不戴口罩相比,单层头巾只含有约33%的释放颗粒。
双层织物口罩表现良好。在“pop”和“fish”测试中,与不戴口罩相比,戴口罩的人大约控制了90%的释放颗粒。
至于绑腿者,结果好坏参半。干燥时,围脖提供了一些保护,尽管在“弹出”测试中释放了相当数量的颗粒。然而,当绑腿被弄湿时,结果显然是负面的。这一点很重要,因为绑腿经常用于锻炼。
雷顿解释说:“比如说你洒了水,或者你有一些累积的水分。“‘pop’这个词有足够的压力,从字面上导致口罩上的液滴爆炸,它将携带之前被困在材料上的所有病毒颗粒。”

说“pop”这个词的时候会有液滴排出。

说“pop”这个词的时候会有液滴排出。
对莉顿来说,佩戴合适的双层口罩很有效。莱顿说,对口罩有效性进行初步测试的一种方法是自己进行“流行”测试。戴上口罩,把你的手靠近你的嘴,说“噗”。一个好的口罩应该能够限制空气(以及它所含的飞沫)的数量,而且你的手不会感到太大的影响。此外,一个好的布口罩可以提供一些保护,防止佩戴者吸入飞沫。
“所以问题是,戴口罩能保护你吗?”雷顿说。“首先,你受到戴着口罩的其他人的保护。如果没有人被感染,就没有人需要戴口罩。但问题是,我们周围会有被感染的人,他们中的大多数人都不知道。你不知道。我不知道。
“你必须戴上口罩。没有别的办法。”