三层口罩对大飞沫最有效

如果你打算购买口罩来保护自己和他人不感染COVID-19，请确保它是三层口罩。你可能已经听说过这个建议，但研究人员现在发现了另一个原因，为什么三层口罩比单层或双层口罩更安全。

虽然这一建议最初是基于研究得出的，研究表明有三层预防措施小颗粒从通过口罩毛孔开始，研究人员现在已经展示了三层手术面具在阻止咳嗽或打喷嚏中的大液滴雾化成小液滴方面也最有效。这些大的咳嗽液滴可以穿透单层和双层口罩，雾化成更小的液滴，这一点尤其重要，因为这些更小的液滴(通常被称为气溶胶)能够在空气中停留更长的时间。研究人员研究了1、2和3的外科口罩层来演示这种行为。

研究人员在科学的进步3月5日。

研究小组指出，单层和双层口罩确实能阻挡原始液滴中的部分液体体积，比不戴口罩效果好得多。他们希望他们在理想口罩孔径、材料厚度和分层方面的发现可以被制造商用于生产最有效的口罩设计。

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使用液滴发生器和高速延时相机发现，与直觉相反的是，含有病毒模拟颗粒(VEPs)的大呼吸道飞沫在击中单层口罩时实际上会雾化，许多这些VEPs会穿过该层。把它想象成一个水滴通过筛子被挤压成更小的水滴。对于620微米的液滴(咳嗽或打喷嚏时的大液滴大小)，单层医用口罩只能限制大约30%的液滴体积;双层口罩性能更好，可以限制约91%的液滴体积;而三层口罩的水滴喷射几乎为零，可以忽略不计。

该论文的合著者、加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程教授Abhishek Saha说:“虽然人们预计，平均孔径为30微米的单层口罩可以阻止500-600微米范围内的大型固体颗粒，但我们的研究表明，液滴并非如此。”“如果这些较大的呼吸飞沫有足够的速度，就像咳嗽或打喷嚏时发生的那样，当它们落在单层这种材料上时，就会分散并通过口罩上较小的毛孔被挤压。”

这是一个问题。液滴物理模型表明，虽然由于重力作用，这些大液滴预计会很快落到地面，但这些通过口罩第一层和第二层的50-80微米大小的小液滴将在空气中徘徊，在那里它们可以传播到更远的地方。

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，尽管他们习惯了研究液滴的空气动力学和物理应用，包括推进系统、燃烧或热喷雾。去年新冠肺炎大流行爆发时，他们将注意力转向了呼吸液滴物理学，从那时起，他们一直在研究这些呼吸液滴的运输滴以及它们在COVID-19类型疾病传播中的作用。

“我们在实验室里做了很多液滴撞击实验，”萨哈说。“在这项研究中，一个特殊的发电机被用来产生一个相对快速移动的液滴。然后，液滴被允许降落在一块口罩材料上——可以是单层、双层或三层，这取决于我们测试的是哪一层。同时，我们使用高速摄像机来观察液滴发生了什么。”

使用液滴发生器，他们能够改变液滴的大小和速度，看看这是如何影响粒子的流动的。

接下来，研究小组计划研究不同口罩材料的作用，以及潮湿或潮湿口罩对颗粒磨损的影响。

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