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研究人员测试了从T恤、袜子，到牛仔裤和真空袋的几乎所有材料，以确定哪种口罩材料能最有效地阻挡可能含有导致新冠肺炎COVID-19的SARS-CoV-2等病毒的超细颗粒。
来自英国剑桥大学（University of Cambridge）和美国西北大学（Northwestern University）的研究人员测试了不同织物，在模拟咳嗽或沉重呼吸的高速气流下，滤过模拟大多数病毒的0.02到0.1微米颗粒时的有效性。他们还测试了N95和外科口罩，这两种口罩在医疗保健中更常用。
以前的研究只是在穿戴者正常呼吸，颗粒以较低速度呼出时，研究少量织物材料的有效性。本研究测试了更多的织物材料，并以更高的（滤过）速度测试它们，为织物口罩的有效性提供了更有力的证据。
研究结果发表在《英国医学杂志》（BMJ Open）杂志上，结果表明大多数用于非临床口罩的织物在过滤超细颗粒方面是有效的。尽管在某些方面，可重复使用的HEPA真空袋实际上超过了N95的性能，但N95口罩仍是非常有效的。
至于自制口罩，由多层织物制成的口罩更有效，而同时添加了通常用于加固衣领内衬材料的口罩，显示出性能的大幅提高。 然而，这种性能的提高也使它们的通气性比N95口罩更差。
研究人员还研究了不同织物在潮湿时和经过正常洗涤干燥周期后的性能。他们发现，这些织物在潮湿时也很有效，并且在一个洗涤干燥周期后仍能正常工作；尽管先前的研究表明，重复洗涤会使织物纤维降解。研究人员提醒说，口罩不应该无限期地重复使用。
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论文的第一作者、剑桥大学工程系的Eugenia O'Kelly说：“自从COVID-19大流行以来，织物口罩已经成为我们新的生活必需品。在流感大流行的早期阶段，当N95口罩供应非常短缺时，许多裁缝和制造商开始自己生产织物口罩，以满足供不应求的情况，或者提供更实惠的选择。”
虽然有许多线上资源指导人们自己制作口罩，但几乎没有科学证据证明什么材料最适合做口罩。
O'Kelly说：“最初PPE和其他材质口罩的性能令人担忧。作为一名工程师，我想更多地了解它们，我想知道不同材料在不同条件下的有效性，以及什么才是最合适有效的材料。”
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在本研究中，O'Kelly和同事们建立了一个由管状物组成的装置，中间有一个织物样品。在仪器的一端产生雾化颗粒，并在它们以类似咳嗽的速度通过织物样品的前后测量颗粒浓度水平。
研究人员还根据用户的定性描述，测试了每种织物在呼吸阻力方面的表现。O'Kelly说：“一种能很好地阻挡粒子，但会限制呼吸的口罩不是一种有效的口罩。 例如，牛仔布在阻挡粒子方面是相当有效的，但很难呼吸，所以用一条旧牛仔裤做口罩可能不是个好主意。N95口罩比任何具有类似滤过效率的织物组合更容易呼吸。”
为了准备这项研究，研究人员咨询了线上缝纫社区，以了解他们用什么类型的织物来制作口罩。由于当时N95口罩严重短缺，一些裁缝报告说，他们正在试验在口罩中插入带有HEPA过滤器的真空袋。
研究人员发现，一次性和可重复使用的真空袋都能有效阻挡颗粒，但要注意的是，一次性真空袋不适合做口罩，因为它们在切割时会破裂，并且其材料可能含有不安全的吸入成分。
O'Kelly说：“材料阻挡颗粒的能力与材料的其他性质之间需要正确地平衡——我们希望这些材料能够有效地过滤微粒，但我们也需要知道，它们不会让使用者有吸入可能有害的纤维或皮棉的危险。”
研究人员提醒说，他们的研究有几个局限性：即他们没有研究口罩的适配度在颗粒过滤中的作用。在另一个相关的项目中，O'Kelly一直在研究如何提高口罩在医疗环境中的适合度。此外，许多病毒携带在液滴中，这些液滴比目前研究中观察到的要大。
但O'Kelly表示，研究结果可能有助于裁缝和制造商选择何种织物适合于制作口罩。 “我们已经表明，在N95口罩无法使用的紧急情况下，例如在这种大流行的早期，织物口罩在过滤可能含有病毒的颗粒时是有效的，即使在高速下也是如此。”
撰文：Sarah Collins
翻译：胡舒昶
审校：巢栩嘉
引进来源：medicalxpress
本文来自：中国数字科技馆
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