Covid-19 的最佳口罩是什么?

几个不同的面具
并非所有口罩都能为您和您周围的人提供相同级别的保护。Martin Barth/EyeEm 来自 Getty Images

疾病控制和预防中心在过去两年中多次更改了有关口罩和呼吸器的指南,并于 14 年 2022 月 95 日进行了最新更新。该更新指出,布制面罩提供的保护最少冠状病毒与外科口罩或 NXNUMX 型口罩相比。

Christian L'Orange 是一名机械工程师 自大流行开始以来,他一直在为科罗拉多州测试口罩的性能。 他解释了新的 CDC 指南以及制作优质口罩的科学原理。

1. CDC 指南有哪些变化?

CDC 目前推荐 你“戴上你能戴的最合身的防护面具,而且你会一直戴。” 那么,问题是哪种类型的口罩可以为您提供最好的保护——通过过滤你吸入的空气——以及对你周围的人——通过过滤你呼出的空气?

CDC 更新的指南明确规定了 保护等级:“松散编织的布产品提供的保护最少,分层的精细编织产品提供更多的保护,合身的一次性外科口罩和 KN95 提供更多的保护,合身的 NIOSH 批准的呼吸器(包括 N95)提供最高级别的保护。”

从性能的角度来看, N95 和 KN95 口罩是最佳选择。 而 供应链限制 导致 CDC 建议人们在大流行初期不要佩戴 N95,如今它们很容易获得,如果您想要最大程度的保护,它们应该是您的首选。

新指南的最大变化与布口罩有关。 疾病预防控制中心先前的指导说,一些布口罩可以提供 可接受的保护水平. 新指南仍然承认布口罩可以提供少量保护,但将它们放在最底层。

N95 口罩由细小的塑料纤维组成的缠结网的照片
N95 口罩由缠结的微小塑料纤维网制成,可非常有效地捕获颗粒。 
亚历山大·克莱普涅夫(Alexander Klepnev)通过维基共享资源, 创用CC BY-SA

2、N95、外科和布口罩材料有什么区别?

口罩的有效性——口罩为佩戴者提供多少保护——是两个主要因素的结合。 首先,材料具有捕获颗粒的能力。 第二个因素是从面罩周围泄漏的吸入或呼出空气的比例——本质上是面罩的贴合程度。

大多数面罩材料可以被认为是小纤维的缠结网。 穿过面罩的粒子在物理接触其中一根纤维时会停止。 N95、KN95 和外科口罩专为有效去除空气中的颗粒物而设计。 它们的纤维通常由熔喷塑料制成,通常是聚丙烯,而且股线很小——通常小于 直径千分之四英寸(10 微米) – 或大约是人类头发宽度的三分之一。 这些小纤维在面罩内形成大量表面积,用于过滤和收集颗粒。 尽管 N95、KN95 和外科口罩中使用的材料的具体结构和厚度可能有所不同,但使用的过滤介质通常非常相似。


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这些纤维非常紧密地挤在一起,因此粒子必须通过的间隙非常小。 这导致颗粒在通过面罩时最终会接触并粘在纤维上的可能性很高。 这些聚丙烯材料通常还具有 静电荷 这可以帮助吸引和捕捉粒子。

布面罩通常由常见的编织材料制成,例如棉或聚酯。 纤维通常较大且密度较低,这意味着颗粒可以 轻松穿过材料. 添加更多层会有所帮助,但堆叠层有 收益递减 和布口罩的性能,甚至 有多层,通常仍与外科口罩或 N95 不匹配。

戴着外科口罩的人的照片,该口罩的边缘没有密封
外科口罩由优质材料制成,但难以密封面部,并且经常让空气从人的脸颊逸出
. Krisanapong Detraphiphat/Moment via Getty Images

3. 口罩的合身度有多重要?

贴合度是口罩有效性的另一个主要组成部分。 即使口罩中使用的材料是完美的,并且可以去除通过它的空气中的所有颗粒,口罩也只有在不泄漏的情况下才能提供保护。

当你吸气和呼气时,空气总是走阻力最小的路径。 如果面罩和某人的脸之间有任何空隙,每次呼吸的很大一部分都会从这些空隙中渗出,而面罩会 提供相对较少的保护.

许多布面罩设计根本不能很好地密封。 它们的硬度不足以推到脸上,面罩甚至没有与脸部接触的地方有空隙,而且不可能将它们紧紧地紧贴在皮肤上以形成良好的密封。

但泄漏是所有口罩的一个问题。 尽管外科口罩中使用的材料非常有效,但它们通常会在侧面聚集和折叠。 这些间隙为空气和颗粒泄漏提供了一条简单的途径。 将外科口罩打结和塞入或将布口罩戴在外科口罩上都可以 显着减少泄漏.

N95 口罩也不能幸免于这个问题。 如果鼻夹没有牢固地贴在您的脸上,则表示面罩漏水。 N95s 的独特之处在于 具体要求 N95 认证过程的核心是确保口罩能够形成良好的密封。

4. omicron有什么不同?

omicron 的口罩功能机制可能与任何其他变体没有什么不同。 不同之处在于 omicron 变体 更容易传播 比以前的变种。 这种高水平的传染性使得佩戴优质口罩并正确佩戴以限制感染或传播冠状病毒的机会变得更加重要。

不幸的是,造就好的面具的属性正是使面具不舒服且不太时尚的东西。 如果您的布口罩既舒适又轻便,并且感觉就像您什么都没戴,那么它可能对保护您和其他人免受冠状病毒感染没有多大作用。 高质量、合身的 N95 或 KN95 提供的保护是最好的。 外科口罩可以非常有效地过滤掉颗粒,但要让它们正确贴合可能会很棘手,并且会使它们为您提供的整体保护受到质疑。 如果您有其他选择,布口罩应该是最后的选择。

谈话

关于作者

克里斯蒂安·奥兰治, 机械工程助理研究教授, 科罗拉多州立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.


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口罩由缠结的微小塑料纤维网制成,可非常有效地捕获颗粒。

 

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