西北大学 示意图显示了化学调制层如何“净化”面罩佩戴者的呼吸液滴
学分:西北大学 西北大学的一个研究小组说，在大流行中，人们戴口罩是为了尊重和保护他人，而不仅仅是为了保护自己
考虑到这一点，研究人员开发了一种新的口罩概念，旨在减少佩戴者的传染性
这个中心思想得到了美国国家科学基金会的快速资助，它是用抗病毒化学物质来修饰口罩面料，这种化学物质可以消毒呼出的、逸出的呼吸道飞沫
通过在实验室模拟吸气、呼气、咳嗽和打喷嚏，研究人员发现大多数口罩中使用的无纺布很好地证明了这一概念
例如，一种纤维密度仅为19%的无绒布，可消毒高达82%的逸出呼吸道飞沫
这种织物不会使呼吸更加困难，而且在模拟吸入实验中，面罩上的化学物质不会脱落
这项研究将于10月10日发表
29发表在《物质》杂志上
保护他人的重要性 领导这项研究的西北大学的黄家兴说:“口罩可能是抗击流行病所需的个人防护装备中最重要的组成部分。”
“我们很快意识到，口罩不仅能保护佩戴者，更重要的是，它能保护他人免受佩戴者释放的飞沫(和细菌)的侵害
“关于戴口罩，似乎有相当多的困惑，因为有些人认为他们不需要个人保护，”黄补充说
“也许我们应该称之为公共卫生设备(PHE)，而不是个人防护装备
" 黄，西北大学麦考密克工程学院材料科学与工程系教授
该论文的第一作者是研究生黄海岳和博士后黄海岳
“在爆发传染性呼吸道疾病的地方，控制源头是防止病毒传播的最有效方法，”2020年瑞安奖学金获得者黄海月说
“在它们离开源头后，呼吸道飞沫变得更加扩散，更难控制
" 反射模式下的光学显微镜图像(左)显示了聚苯胺膜上收集的所有液滴的干燥痕迹，但是只有那些被酸改性的液滴(右)在透射模式下是可见的，因为它们将下面的聚苯胺膜的颜色从蓝色变为绿色
比例尺:200微米
学分:西北大学 目标和结果 尽管口罩可以阻挡或改变呼出的呼吸道飞沫的路线，但许多飞沫(及其嵌入的病毒)仍然会逃逸
从那里，携带病毒的飞沫可以直接感染另一个人，或者降落在表面间接感染其他人
黄的团队旨在通过化学方法改变逃逸的飞沫，使病毒更快地失活
为了实现这一目标，黄试图设计一种口罩面料:(1)不会使呼吸更加困难，(2)可以装载分子抗病毒剂，如酸和金属离子，可以很容易地溶解在逸出的液滴中，(3)不含挥发性化学物质或容易被佩戴者吸入的可拆卸材料
经过多次实验，黄和他的团队选择了两种著名的抗病毒化学物质:磷酸和铜盐
这些不易挥发的化学物质很有吸引力，因为它们都不能蒸发，然后可能被吸入
两者都创造了一个对病毒不利的局部化学环境
“病毒结构实际上非常脆弱，”黄说
“如果病毒的任何部分出现故障，那么它就失去了感染的能力
" 黄的团队在口罩纤维表面生长了一层导电聚合物聚苯胺
这种材料牢固地粘附在纤维上，充当酸和铜盐的储库
研究人员发现，即使是低纤维堆积密度约为11%的宽松织物，如医用纱布，仍能改变28%的呼出呼吸道飞沫体积
对于更紧密的织物，如无绒布(实验室中通常用于清洁的织物类型)，82%的呼吸液滴被改性
黄希望目前的工作能为其他研究人员，特别是世界其他地区的研究人员，提供一个科学基础，来开发他们自己的这种化学调节策略的版本，并进一步用病毒样本甚至用病人来测试它
黄说:“我们的研究已经成为一种开放的知识，我们希望看到更多的人加入到这一努力中来，开发加强公共卫生反应的工具。”
“在校园关闭期间，这项工作几乎全部在实验室完成
我们希望向科学和工程的非生物方面的研究人员以及那些没有多少资源或联系的人展示，他们也可以贡献他们的精力和才能
"
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