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科學家用低成本方法測試不同材質口罩的功效

  據外媒報道, 來自杜克大學的科學家們展示了一種簡單的技術,旨在測試不同的口罩面料和設計在減少正常說話時呼吸道飛沫擴散的功效。 該研究表明,一些替代性口罩選項不僅提供的保護很少,而且可能比完全不戴口罩更有害。

  隨著COVID-19疫情的不斷蔓延,口罩在世界許多地方已經成為強制性的公共衛生必需品。隨著手術口罩和N95口罩的供應量不斷減少,這些口罩理所當然地被轉移到了醫療環境中,普通公眾在外出時,往往會被敦促使用任何可以遮蓋面部的東西。

  理想的情況是,自制的口罩應該有兩到三層,但由於沒有更好的東西,世界各地的許多衛生當局都建議使用圍巾、頭巾或頸部絨布等替代物。"一些專家主張:“任何口罩或遮蓋物都比沒有好。”

  新研究的起源是來自杜克大學醫學院的Eric Westman試圖為一個幫助當地高危社區的非營利組織找出購買口罩。他很快意識到,市場上有很多產品,但沒有測試過程來驗證這些口罩的功效。“我們當時正試圖決定批量購買哪種類型的口罩,而關於這些新材料的資訊卻很少,”Westman說。

  於是,Westman向他的同事Martin Fischer求助,他是杜克大學高級光成像和光譜學設施的主任。研究人員使用一些常見的實驗室材料,都是市面上可以買到的,他們開發了一個廉價而簡單的系統,以測試不同的口罩材料在正常說話時如何有效地阻止飛沫。

  “我們希望開發一種簡單、低成本的方法,可以與社區中的其他人分享,以鼓勵材料、口罩原型和 配件 的測試,”Fischer解釋說。“測試儀器的部件是可穫得的,並且易於組裝,我們已經證明它們可以提供有關掩蔽效果的有用資訊。”

  作為測試新技術的概念驗證,研究人員試用了一些常見的口罩和口罩替代品。測試中,一位戴著口罩的演講者重複 “保持健康,各位”這句話十秒鐘,同時雷射照亮任何從口罩中射出的飛沫。

  “我們證實,當人們說話時,小飛沫會被排出,所以疾病可以透過說話傳播,而不需要咳嗽或打噴嚏,”Fischer說。“我們還可以看到,在阻擋排出的顆粒方面,一些口罩的表現比其他口罩好得多。”

  不出所料,N95口罩能最有效地減少飛沫的傳播,手術口罩則相對緊隨其後。然而,大多數測試的自制棉質口罩都有很強的效果,阻擋飛沫排放的速度與手術口罩測試中看到的相差無幾。

  但不幸的是,並不是每一種口罩都能有效減少飛沫傳播。針織品和頭巾在減少飛沫傳播方面明顯較弱。但真正讓研究人員感到驚訝的是測試圍脖口罩的結果。

  “'有總比沒有好'的觀念並不成立,”Westman在討論圍脖口罩測試結果時說。Westman說,透過圍脖口罩發出的顆粒數量與完全不戴口罩的基線測試中看到的體積相似。

  "我們認為這是由於絨布、紡織品將那些大顆粒分解成許多小顆粒。它們往往在空氣中停留的時間更長,更容易在空氣中被帶走,"他解釋說。

  研究認為,戴這種口罩最終可能會適得其反,造成比不戴口罩更大的傳播風險。但這一結論仍堅決是假設性的,研究並沒有明確證明戴圍脖口罩會加劇病毒傳播。相反,該研究表明,常說的 "有總比沒有好 "這句話可能並不正確。

  需要注意的是,這類飛沫傳播研究只調查了我們說話時從口中排出的飛沫的物理特性。到目前為止,還沒有證據表明這些研究可以用來得出有關病毒傳播的結論。

  這項特殊研究的另一個侷限性是,這種測試裝置無法偵測到最小的氣溶膠顆粒。測試中使用的材料的共性,包括一個智能 手機 攝像頭作為記錄設備,意味著無法測量小的氣溶膠液滴。雖然科學界還不清楚氣溶膠排放是否是SARS-CoV-2傳播的重要形式,但這種新穎的技術只是提供了關於什麼樣的口罩材料能有效減少較大的飛沫排放的數據。

  在呼氣閥方面,研究發現帶呼氣閥的N95口罩和非醫用布口罩的飛沫排放差別不大。這說明帶呼吸閥的N95口罩雖然可以保護佩戴者,但對佩戴者周圍的人來說並不是特別安全,因為呼氣閥會產生強烈的向外氣流--這一發現最近在更新的CDC口罩指南中得到了回應,敦促不要佩戴帶呼氣閥的口罩。

  Fischer建議還需要做更多的工作來了解在我們新的COVID-19現實中什麼樣的口罩是最佳的。在短期內,他希望杜克大學團隊開發的這種簡單的方法可以很容易地被口罩製造商所使用以測試他們正在開發的產品。

  "這只是一個示範--還需要更多的工作來調查口罩以及人們如何佩戴口罩的變化--但它表明,這種測試可以很容易地由企業和其他為員工或顧客提供口罩的企業進行,"Fischer說。

  這項新研究發表在 《科學進展》 雜誌上。

  【來源:cnBeta.COM】

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