Physics of Fluids：反复咳嗽或会显著降低口罩的防护效能
来源：本站原创 2020-07-19 23:09
2020年7月19日 讯 /生物谷BIOON/ --戴口罩被认为能减缓病毒的扩散，包括引发COVID-19的SARS-CoV-2病毒，但人们似乎对口罩如何更好地发挥作用知之甚少；近日，一项刊登在国际杂志Physics of Fluids上的研究报告中，来自尼科西亚大学等机构的科学家们通过研究利用精确的计算机模型成功绘制出了戴口罩的人反复咳嗽时释放的小液滴的流
2020年7月19日 讯 /生物谷BIOON/ --戴口罩被认为能减缓病毒的扩散，包括引发COVID-19的SARS-CoV-2病毒，但人们似乎对口罩如何更好地发挥作用知之甚少；近日，一项刊登在国际杂志Physics of Fluids上的研究报告中，来自尼科西亚大学等机构的科学家们通过研究利用精确的计算机模型成功绘制出了戴口罩的人反复咳嗽时释放的小液滴的流动模式。
图片来源： Talib Dbouk and Dimitris Drikakis
此前研究人员发现，当一个未佩戴口罩的人咳嗽时，其唾液液滴能够在5秒内扩散18英尺（大约5.5米），而这项最新研究利用了一种扩展的模型来分析戴口罩和多次咳嗽所产生的效应和影响。研究结果表明，口罩能够降低空气飞沫的传播，然而反复咳嗽或会负面影响口罩的过滤效率，这就好像一个人生病时可能发生的情况一样，反复咳嗽会降低口罩的效率并能让更多飞沫通过口罩进行扩散。
研究者利用复杂的湍流和其它流动效应数学方程建立了这种新型模型，通过对初始液滴施加几个周期的正常速度脉冲来模拟一系列反复咳嗽，这样研究人员就能对对液滴与外壳口罩的多空过滤器之间的相互作用进行模拟研究；研究结果令人担忧，研究者发现，即使戴上口罩，在轻微咳嗽期间，一些飞沫也能够传播到相当远的距离，而且最高可达1米，然而，如果不佩戴口罩，飞沫就会飞到两倍远的距离，因此戴上口罩或许会有效预防飞沫的传播扩散，而且戴口罩还能降低从口罩侧面漏出液滴的数量，但并不能完全消除液滴。
这些计算过程也揭示了由于湍流遇到面罩、逃逸和进入环境而对液滴尺寸大小所产生的影响，研究者Drikakis说道，在咳嗽过程中，由于口罩与面部多次的交互作用，液滴的大小会不断变化并产生波动；研究者解释了液滴尺寸发生改变的机制，在反复咳嗽过程中，口罩能够降低液滴的积累，然而，目前研究人员并不清楚是否较大或较小的液滴传染性会更强。
使用口罩并不能提供完全的保护，因此人群之间的社交距离依然也很重要，对于卫生保健工作者而言，调查人员应该配备更加完备的个人防护装备，包括带内置空气过滤器的头盔，面罩、一次性防护服和双层手套等。
同时研究人员还应该敦促制造商和监管部门来考虑使用最新的标准来评估口罩的性能，其中包括流体物理和咳嗽动力学等性能，此外研究人员还提出了关于口罩性能评估的最新标准。（生物谷Bioon.com）
原始出处：
Talib Dbouk，Dimitris Drikakis. On respiratory droplets and face masks, Physics of Fluids (2020) doi:10.1063/5.0015044
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