美国物理学会
顶部:单层干面膜显示渗透和雾化
中:单层湿膜显示渗透和雾化减少
底部:多层湿膜几乎没有渗透
信用:S
巴格奇和阿
萨哈(加州大学圣地亚哥分校)
建造更好的空气过滤器可以帮助阻止下一个疫情
在APS流体动力学分部的第74届年会上，科学家们将展示最新的成果:未来口罩可能如何工作，口罩被弄湿会发生什么，以及为什么口罩使用不当有时会比没有口罩更糟糕
他们将在2021年11月23日(星期二)的现场虚拟新闻发布会上宣布调查结果，并接受记者提问
在未来的口罩准备好佩戴之前，来自加州大学圣地亚哥分校、印度科学研究所和多伦多大学的科学家们已经深入研究了是什么让我们目前的口罩具有功能性或风险性
UCSD工程学教授Abhishek Saha想解决一个简单却又常见的问题:潮湿的口罩
“当我们长时间佩戴口罩时，它的功效会发生什么变化？事实上，由于我们的呼吸凝结，面罩会逐渐变湿
这会影响性能吗？”他说
Saha将展示一项实验的新发现，该实验测试了两种不同类型的口罩变得越来越湿
他将分享逐渐湿润是否会降低口罩捕捉呼吸道飞沫的能力
此外，他将讨论长时间戴口罩会如何影响它贴在脸上的效果，从而可能导致侧漏
《物理评论流体》杂志不久将公布关于湿口罩的研究结果
在最近的一篇论文中，研究人员也报道了干口罩
“大的呼吸道飞沫由于重力作用通常会很快停留在地面上，因此它们被认为危害较小
但对于干口罩，我们发现一个大的呼吸液滴可以穿透口罩基质，产生许多小液滴，提高空气传播寿命，”Saha说
“不适当的遮蔽会导致这些大液滴雾化
" 与此同时，其他科学家已经转向设计一种不同的过滤系统
南达科他州州立大学机械工程专业的学生马耶德·贾法尔·迪亚卜将介绍这项研究，他说:“我们以动物曲折的鼻腔为灵感，设计了新的过滤通道，可以过滤空气中的颗粒，并在相对较低的压力梯度下运行，这是对能量消耗的一种衡量。”
通过电脑断层扫描，科学家们窥视了猪、狗、负鼠、豚鼠和兔子的鼻子，以及澳大利亚有袋动物的鼻子:一种叫做北方考尔的小猫，喜欢桉树的大滑翔机，还有一种类似老鼠的动物，与袋鼠有亲缘关系
随后，研究人员设计并3d打印了过滤器，并在风洞中进行了测试。与现在的口罩相比，这种过滤器吸入空气所需的力度更小
与迪亚卜合作的南达科他州州立大学教授塞卡特·巴苏(Saikat Basu)说:“除了应用于口罩外，过滤器的生物灵感概念还可以用于设计工业应用的大规模挡板，一般来说，还可以用于促进封闭、拥挤空间的空气卫生。”
该项目由巴苏、康奈尔大学的郑晴和伊利诺伊大学香槟分校的莱昂纳多·查莫罗共同指导
在会议上，该小组将展示沿着过滤器表面应用温度梯度的新结果，这有助于灭活捕获的病毒颗粒
来自普渡大学和墨西哥国立自治大学的另一个团队也设计了一种可以反复使用的杀毒口罩
Hy-Cu过滤器的各层包括一个带有类金刚石碳涂层的铜网，可以在几个小时内灭活病毒
它可以附着在任何布口罩或围巾上，使过滤器对消费者更友好
普渡大学实验流体力学研究生坦尼娅·珀瓦尔(Tanya Purwar)说:“Hy-Cu过滤器易于呼吸，使布口罩更安全、可重复使用和可持续——这是一次性口罩的明智选择，因为一次性口罩每天都会产生大量废物。”她将介绍初步发现
珀瓦尔和合作者测试了新的过滤器和一次性口罩，以对抗MS2病毒
他们将报告新的数据，与一次性口罩相比，Hy-Cu过滤器能更好地杀死病毒
该实验验证了之前计算机对过滤器可用性的预测
Purwar说:“这种新型过滤器经过两个多小时的病毒灭活测试，与对照组相比，显示出显著的效果。”
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