物理科技生物学-PHYICA

面罩、带阀门的面街头搭讪素人罩对新冠肺炎病毒传播无效:研究

物理学 2022-03-26 23:59:09

佛罗里达大西洋大学 尽管面罩阻挡了射流的初始向前运动,但喷出的液滴相对容易地在面罩周围移动,并根据周围光线的干扰而扩散到很大的区域

学分:佛罗里达大西洋大学工程和计算机科学学院 如果美国疾病控制和预防中心(疾控中心)的指导方针不足以让你相信单靠面罩不能阻止新冠肺炎病毒的传播,那么也许一项新的可视化研究可以做到

为了提高公众对面罩本身以及带呼气阀的面罩的有效性的认识,佛罗里达大西洋大学工程和计算机科学学院的研究人员使用定性可视化来测试面罩和带呼气阀的面罩在阻止气溶胶大小的水滴扩散方面的表现

这些常规口罩替代品在公众中的广泛使用可能会对缓解措施产生不利影响

在刚刚发表在《流体物理学》杂志上的这项研究中,研究人员在实验室环境中使用了流动可视化技术,使用激光片和蒸馏水与甘油的混合物来产生合成雾,这种合成雾构成了咳嗽喷流的内容物

他们在模拟咳嗽和打喷嚏的时候,看到了人体模型嘴里喷出的飞沫

通过放置一个塑料面罩和一个带阀门的N95级面罩,他们能够绘制出水滴的路径,并展示它们的表现

研究结果表明,尽管面罩阻挡了射流的初始向前运动,但喷出的液滴相对容易地在面罩周围移动,并根据周围光线的干扰而扩散到很大的区域

配备有呼气端口的面罩的可视化显示,大量的液滴未经过滤就通过呼气阀,这显著降低了其作为源头控制手段的有效性

为了展示面罩的性能,研究人员使用了一个水平的激光片和一个垂直的激光片来展示水滴是如何穿过水平面的

研究人员不仅观察了液滴的向前扩散,还发现液滴也在反向扩散

学分:佛罗里达大西洋大学工程和计算机科学学院 “从这项最新的研究中,我们能够观察到面罩能够阻挡呼出气流的最初向前运动,然而,随着气流排出的雾化液滴能够相对容易地在面罩周围移动,”曼哈·达纳克说

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,系主任,教授,西雅图技术中心主任,与悉达多·维尔马博士共同撰写了这篇论文

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,主要作者和助理教授;和FAU海洋和机械工程系的技术专家约翰·弗兰肯菲尔德

“随着时间的推移,这些液滴可以在横向和纵向上分散在很宽的区域,尽管液滴浓度会降低

" 为了展示面罩的性能,研究人员使用了一个水平的激光片和一个垂直的激光片来展示水滴是如何穿过水平面的

研究人员不仅观察了液滴的向前扩散,还发现液滴也在反向扩散

值得注意的是,面罩在一定程度上阻碍了呼出液滴的向前运动,而带阀门的面罩的阻碍程度更小

然而,一旦释放到环境中,气溶胶大小的液滴会根据周围光的干扰而广泛分散

当面罩用于阻止喷射时,液滴扩散的远场视图,2

模拟咳嗽开始后97秒

荣誉:悉达多·维尔马,曼哈尔·达纳克,约翰·弗兰肯菲尔德 像本研究中使用的N-95级面罩一样,其他类型的面罩,如市售的某些布基面罩,也配备有一至两个呼气口,位于面罩的两侧

这项研究中使用的带有呼气阀的N95级面罩有少量呼出液滴从面罩顶部和鼻梁之间的间隙中逸出

此外,呼气口显著降低了面罩作为源头控制手段的有效性,因为大量的液滴未经过滤且不受阻碍地穿过阀

研究人员还测试了带有呼气阀的N95级面罩,发现呼气口显著降低了mask作为源头控制手段的有效性,因为大量液滴未经过滤且不受阻碍地通过阀门

学分:佛罗里达大西洋大学工程和计算机科学学院 维尔马说:“越来越多的人开始用透明的塑料面罩代替普通的布料或外科口罩,并使用装有呼气阀的口罩。”

“与普通口罩相比,舒适性更好是这种采用增加的一个驱动因素

然而,面罩沿底部和侧面有明显的间隙,带有呼气口的面罩包括单向阀,该单向阀在吸气时限制气流,但允许空气自由流出

吸入的空气通过面罩材料过滤,但呼出的空气未经过滤通过阀门

" 研究人员说,从这项最新研究中得出的关键结论表明,在限制雾滴扩散方面,面罩和带呼气阀的面罩可能不如普通面罩有效

尽管这些替代品提供了更高的舒适性,他们说最好使用结构良好的高质量布料或设计简单的外科口罩,而不是面罩和装有呼气阀的口罩

替代常规口罩的替代品在公众中的广泛采用,可能会对正在进行的针对新冠肺炎的缓解努力产生不利影响

当装备有呼气口的N95面罩用于阻止喷射时,液滴扩散的可视化

荣誉:悉达多·维尔马,曼哈尔·达纳克,约翰·弗兰肯菲尔德 “由达纳克和维尔马教授进行的关于适当的面部遮盖物对阻止新冠肺炎病毒传播的重要性的研究确实照亮了世界,”斯特拉·巴塔拉马博士说

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FAU工程和计算机科学学院院长

“尽管人们对面罩的需求日益普遍,但越来越多的人开始用透明的塑料面罩和装有呼气阀的面罩来代替普通的布料或外科口罩

这项最新的研究为进一步支持疾病预防控制中心的指导方针提供了重要的证据,并告知公众为了他们的利益和公共安全,在选择面部覆盖物时要做出更好的选择

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