【集萃網(wǎng)觀察】
一場突如其來的疫情，讓防病毒口罩一時(shí)間成為熱門話題。市面上的口罩種類很多，在這些口罩中，醫(yī)用外科口罩以及N95級(jí)口罩可以起到良好的防病毒的作用。那么其防病毒的原理是什么呢？
醫(yī)用外科口罩，一般分成 3 層：（內(nèi)層）吸濕層、（中層）核心過濾層和（外層）阻水層。
而N95級(jí)別口罩與醫(yī)用外科口罩相比，結(jié)構(gòu)上做了優(yōu)化，其核心過濾層的層數(shù)更多，甚至，3M、霍尼韋爾等生產(chǎn)商通過靜電處理來增強(qiáng)纖維的過濾能力，口罩的防護(hù)性能要更好一些。
這兩種口罩之所以能夠有效防病毒，關(guān)鍵在于它們的核心過濾層均由一層熔噴非織造布構(gòu)成，該熔噴非織造布是一種以聚丙烯為材料，由許多縱橫交錯(cuò)的纖維以隨機(jī)方向?qū)盈B而成的膜，纖維直徑范圍 在0.5~10 μm，掃描電鏡圖如下。
從掃描電鏡中可以看到，熔噴非織造布的纖維間空隙依舊很大，所以它是如何過濾環(huán)境中病毒的？雖然新型冠狀病毒尺寸很小，在 100 nm左右，但是病毒無法獨(dú)立存在，其傳播途徑主要有分泌物和打噴嚏時(shí)的飛沫，而飛沫的大小在 5 μm左右。熔噴非織造布可通過多種過濾機(jī)制實(shí)現(xiàn)對飛沫等的過濾，纖維空隙可起到‘篩‘的作用，但這只是最基本的相互作用之一。
根據(jù)飛沫顆粒的大小和氣流速度，纖維可通過多種機(jī)制捕捉含病毒飛沫：
· 慣性碰撞 —— 存在較大的慣性的大顆粒遇到過濾纖維時(shí)，由于其慣性而無法改變方向，因此會(huì)撞擊纖維并附著在纖維上。
· 攔截 —— 當(dāng)顆粒沿著氣流運(yùn)動(dòng)，碰巧與纖維表面接觸時(shí)，容易跟隨氣流移動(dòng)的中等尺寸顆粒與過濾纖維接觸，被纖維攔截。
· 擴(kuò)散 —— 當(dāng)粒子尺寸極小時(shí)，受隨機(jī)粒子運(yùn)動(dòng)（小粒子的布朗運(yùn)動(dòng)）控制，運(yùn)動(dòng)方向脫離氣流方向，碰到纖維時(shí)被吸附。
· 靜電吸引 —— 當(dāng)纖維上存在靜電荷時(shí)，纖維上的靜電荷對顆粒會(huì)產(chǎn)生靜電粘附。
而要發(fā)生這些相互作用，要求纖維的直徑要盡量小，而熔噴非織造布中的纖維直徑在 0.5~10 μm之間，比表面積大，排列緊密，過濾性能好。在醫(yī)用外科口罩與 N95 口罩中均使用了熔噴布作為核心過濾層，所以對含病毒的飛沫或氣凝膠均具有良好的過濾效果。
由于N95級(jí)口罩所用熔噴非織造布的層數(shù)較多，過度消耗N95口罩會(huì)過快消耗熔噴非織造布資源，引起更嚴(yán)重的口罩緊缺。據(jù)相關(guān)生產(chǎn)廠負(fù)責(zé)人表示，目前熔噴非織造布的價(jià)格上漲，原材料緊缺。因此，我們也呼吁讀者遵守鐘南山院士的倡議，在日常生活中使用醫(yī)用外科口罩即可，減少N95口罩的消耗，把生產(chǎn)資源留給真正需要的醫(yī)護(hù)人員和疫區(qū)的同胞們。
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