我們知道,透過戴上口罩,我們可以幫助減少病毒的傳播,我們知道並非每種類型的口罩都適用同樣擅長阻擋病毒飛沫當我們咳嗽、打噴嚏、說話,甚至只是呼吸時。 但我們如何才能真正確定呢?
除了簡單地相信製造商的說法之外,如果您想以某種方式測試不同的口罩以比較他們提供的保護程度在現實世界中,你會怎麼做?
杜克大學科學家的新研究表明,設計測試實際上並不需要那麼多。 在一個概念驗證研究他們拼湊了一個簡單、低成本的雷射設備,並進行了一項實驗,比較了 14 種不同類型的口罩和麵罩。
測試過的口罩。 (Fischer 等人,《科學進展》,2020)
首席研究員兼分子成像專家馬丁·費舍爾(Martin Fischer)在新聞問答中表示:“根本問題是,特定類型的口罩能否有效防止飛沫擴散。”
這個問題特別相關 ,考慮到很多人已經採取購買布口罩在線,或自己在家製作口罩。
雖然專家們的普遍共識是所有這些寬鬆的口罩應該都有幫助減少 COVID-19 傳播——這就是為什麼目前世界上許多地方都強制要求佩戴面罩的原因——迄今為止,大多數口罩測試都是針對外科口罩和口罩等物品進行的。適配N95口罩,而不是寬鬆的織物口罩或面罩。
費雪說:“醫務人員通常戴著醫用口罩,並且在臨床環境中接受了大量測試。”
“但據我們所知,沒有快速、簡單且經濟高效的方法來證明如此多種其他口罩類型的有效性。”
為了填補這一空白,費雪和他的團隊設計了一種易於製作、成本低廉的雷射實驗,可用於測試不同類型的口罩如何阻擋人們說話時從嘴裡噴出的微小飛沫。
在實驗裝置中,透鏡將光學雷射轉變為一片光。 這種光片穿過黑暗的外殼(由紙板和膠帶組成),當水滴穿過它時就會顯示出來,結果由手機相機拍攝。
在實驗中,人們會戴著 14 種不同的口罩和遮蓋物,對著光片說話,說「大家保持健康」。
「我們證實,當人們說話時,小飛沫會被排出,因此疾病可以透過說話傳播,而不需要咳嗽或打噴嚏,」費雪說。
“我們還可以看到,一些面罩在阻擋排出顆粒方面比其他面罩表現得更好。”
每個面罩的液滴計數結果。 (Fischer 等人,《科學進展》,2020)
結果顯示,戴上 N95 口罩可阻擋說話者釋放的飛沫量最多,其次是外科口罩,最後是聚丙烯口罩。
然而,各種其他口罩,包括棉質口罩,甚至針織口罩,都顯示出阻擋飛沫的能力,帶閥門版本的 N95 口罩也是如此,由於其排氣閥,它的得分不如貼合的 N95 口罩。
費雪說:“這些閥門在吸氣時關閉,但在說話時打開,從而排出未經過濾的空氣。”
「換句話說,它們在保護佩戴者免受外部環境影響方面做得很好,但在保護其他人免受佩戴者的影響方面做得很差,而第二個作用是減少COVID-19傳播的重要角色。
然而,最令人驚訝的是表底部的結果。 在阻擋飛沫方面,頭巾的效果較差,但最糟糕的是戴頸部羊毛,研究人員發現這實際上是更差而不是不戴任何類型的臉部遮蓋物。
實驗裝置示意圖。 (Fischer 等人,《科學進展》,2020)
這聽起來有悖常理,可能需要進一步研究,但研究人員認為頸部羊毛實際上會使水滴在空氣中擴散。
「常識告訴我們,穿什麼都比什麼都不穿好——但這裡的情況並非如此,」費雪說。
「我們觀察到,當演講者戴上頸絨佈時,飛沫的數量會增加。我們相信,我們的絨布材料會將講話過程中發出的大液滴分解成幾個較小的液滴。這可能會使佩戴這種口罩適得其反,因為較小的液滴更容易被氣流帶走並危及附近的人員。
當然,研究人員急於強調,研究的重點實際上是他們開發的低成本測試方法,而不是他們自己的測試結果,即哪種口罩最有效和最不有效——因為可以進行同類測試比這裡的概念驗證研究更穩健、更有系統。
也就是說,他們自己的測試確實值得深思,再次強調並不是每個口罩都是平等的,如果你真的想保護其他人並幫助減少冠狀病毒的傳播,你真的需要考慮你戴的是什麼在你的臉上。
研究結果報告於科學進步。