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对这一问题，现存的解决方案包括佩戴N95口罩和面罩、诊室疏散、使用负压室和特别的空气过滤系统。这些保护往往较为昂贵，不足够有效，并且不易获取。
在美国物理联合会（AIP）出版的期刊《流体物理》（Physics of Fluids）上，美国康奈尔大学的研究者讨论了一款为患者设计的开放式头盔。一台医用级空气过滤泵连接在头盔的顶部，产生一股反向的气流，防止患者咳嗽产生的飞沫从头盔中逃逸。
使用计算流体力学进行的电脑模拟表明，这种头盔设计能够在0.1 秒内带走99.6%由咳嗽产生的飞沫。
论文作者Mahdi Esmaily表示：“作为对比，如果我们用一台同样的气泵来配置一间负压室，将需要大约45分钟才能移除空气中99%的污染物。”
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现有的个人防护器具无法在高效分离污染物的同时保持面部开放。而文章中提出的1毫米厚的面具在完全包裹头部的同时提供了一个能露出嘴部的接触端和一个气泵端。
接触端还连有一截突出的管口，这段突出的距离可以令飞沫在从这个出口向外界方向运动而即将离开头盔时，也能被负压装置吸引回到头盔内部，降低他们逃逸的概率。这一设计提供了略为平缓的气流，降低了高速气流的扰动给佩戴者造成的不适。
与现行保护措施相比，新的头盔设计还能大幅缩减开支。例如，建造一间有空气过滤的负压室可能花费数万美元。而这样的头盔，设计为一次性的版本，每只的成本能够低至几美元。而头盔所配套使用的 HEPA 医疗级负压机是现已具备的，花费在1000美元上下。
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“我们的下一步计划是改进头盔设计，使其拥有更高的效率、更广泛的应用”论文作者Dong Jia说，“在那之后，我们计划制造原型机，通过实验来验证电脑模拟的预测。”
这一研究所使用的仿真模拟架构也可用作研究其他与颗粒相关的现象和设计的快速、准确的手段。
翻译：武大可
编辑：魏潇
引进来源：美国物理学会
本文来自：中国数字科技馆
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