科學(xué)測試：不同材質(zhì)口罩的作用

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研究人員測試了從T恤、襪子，到牛仔褲和真空袋的幾乎所有材料，以確定哪種口罩材料能最有效地阻擋可能含有導(dǎo)致新冠肺炎COVID-19的SARS-CoV-2等病毒的超細顆粒。
來自英國劍橋大學(xué)（University of Cambridge）和美國西北大學(xué)（Northwestern University）的研究人員測試了不同織物，在模擬咳嗽或沉重呼吸的高速氣流下，濾過模擬大多數(shù)病毒的0.02到0.1微米顆粒時的有效性。他們還測試了N95和外科口罩，這兩種口罩在醫(yī)療保健中更常用。
以前的研究只是在穿戴者正常呼吸，顆粒以較低速度呼出時，研究少量織物材料的有效性。本研究測試了更多的織物材料，并以更高的（濾過）速度測試它們，為織物口罩的有效性提供了更有力的證據(jù)。
研究結(jié)果發(fā)表在《BMJ Open》（BMJ Open）雜志上，結(jié)果表明大多數(shù)用于非臨床口罩的織物在過濾超細顆粒方面是有效的。盡管在某些方面，可重復(fù)使用的HEPA真空袋實際上超過了N95的性能，但N95口罩仍是非常有效的。
至于自制口罩，由多層織物制成的口罩更有效，而同時添加了通常用于加固衣領(lǐng)內(nèi)襯的材料的口罩，顯示出性能的大幅提高。 然而，這種性能的提高也使它們的通氣性比N95口罩更差。
研究人員還研究了不同織物在潮濕時和經(jīng)過正常洗滌干燥周期后的性能。他們發(fā)現(xiàn)，這些織物在潮濕時也很有效，并且在一個洗滌干燥周期后仍能正常工作；盡管先前的研究表明，重復(fù)洗滌會使織物纖維降解。研究人員提醒說，口罩不應(yīng)該無限期地重復(fù)使用。


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論文的第一作者、劍橋大學(xué)工程系的Eugenia O'Kelly說：“自從COVID-19大流行以來，織物口罩已經(jīng)成為我們新的生活必需品。在流感大流行的早期階段，當N95口罩供應(yīng)非常短缺時，許多裁縫和制造商開始自己生產(chǎn)織物口罩，以滿足供不應(yīng)求的情況，或者提供更實惠的選擇?！?br> 雖然有許多線上資源指導(dǎo)人們自己制作口罩，但幾乎沒有科學(xué)證據(jù)證明什么材料最適合做口罩。
O'Kelly說：“最初PPE和其他材質(zhì)口罩的性能令人擔(dān)憂。作為一名工程師，我想更多地了解他們，我想知道不同材料在不同條件下的有效性，以及什么才是最合適有效的材料。”


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在本研究中，O'Kelly和同事們建立了一個由管狀物組成的裝置，中間有一個織物樣品。在儀器的一端產(chǎn)生霧化顆粒，并在它們以類似咳嗽的速度通過織物樣品的前后測量顆粒濃度水平。
研究人員還根據(jù)用戶的定性描述，測試了每種織物在呼吸阻力方面的表現(xiàn)。O'Kelly說：“一種能很好地阻擋粒子，但會限制呼吸的口罩不是一種有效的口罩。 例如，牛仔布在阻擋粒子方面是相當有效的，但很難呼吸，所以用一條舊牛仔褲做口罩可能不是個好主意。N95口罩比任何具有類似濾過效率的織物組合更容易呼吸?！?br> 為了準備這項研究，研究人員咨詢了線上縫紉社區(qū)，以了解他們用什么類型的織物來制作口罩。由于當時N95口罩嚴重短缺，一些裁縫報告說，他們正在試驗在口罩中插入帶有HEPA過濾器的真空袋。
研究人員發(fā)現(xiàn)，一次性和可重復(fù)使用的真空袋都能有效阻擋顆粒，但要注意的是，一次性真空袋不適合作口罩，因為它們在切割時會破裂，并且其材料可能含有不安全的吸入成分。
O' Kelly說：“材料阻擋顆粒的能力與材料的其他性質(zhì)之間需要正確地平衡——我們希望這些材料能夠有效地過濾微粒，但我們也需要知道，它們不會讓使用者有吸入可能有害的纖維或皮棉的危險?！?br> 研究人員提醒說，他們的研究有幾個局限性：即他們沒有研究口罩的適配度在顆粒過濾中的作用。在另一個相關(guān)的項目中，O'Kelly一直在研究如何提高口罩在醫(yī)療環(huán)境中的適合度。此外，許多病毒攜帶在液滴中，這些液滴比目前研究中觀察到的要大。
但O'Kelly表示，研究結(jié)果可能有助于裁縫和制造商選擇何種織物適合于制作口罩。 “我們已經(jīng)表明，在N95口罩無法使用的緊急情況下，例如在這種大流行的早期，織物口罩在過濾可能含有病毒的顆粒時是有效的，即使在高速下也是如此?！?br> 撰文：Sarah Collins
翻譯：胡舒昶
審校：巢栩嘉
引進來源：medicalxpress
引進鏈接：https://medicalxpress.com/news/2020-10-effectiveness-mask-materials.html


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