口罩到底是外国人发明的还是中国人发明的?

2020年，在前所未有的全球疫情下，人类戴上了前所未有的面具。这种特殊的医用材料最初只被少数人使用，现在突然变成了公众日常生活中的必需品。甚至可以说，口罩是目前对抗新发肺炎最有力的武器之一。如此简单、轻盈的面具是如何形成的？

布到鸟嘴:屏蔽气味

许多流行病在中世纪的欧洲蔓延。在文艺复兴时期的绘画中，人们用手帕捂住鼻子和嘴巴来预防疾病。1720年，当法国马赛爆发最严重的瘟疫时，整个城市及其周边地区约有10万人丧生。当掘墓人埋葬死者时，他们必须用布紧紧地裹住自己的脸以保护自己。

事实上，鼠疫是由老鼠身上的跳蚤传播的。戴这个布面具是没用的。然而，当时的人们认为瘟疫是通过腐败的恶臭在空气中传播的，所以他们的行为是非常合理的。因为用布包住鼻子和嘴太不方便，所以人们专门为医生发明了一种类似鸟嘴的面具。这可能是原始的面具。

17世纪旧货新闻日报

这种鸟嘴面具实际上是一种面具——面具在眼睛上有两个玻璃开口，嘴像鸟嘴一样弯曲，面具前面有两个小鼻孔，气体可以进出。为什么这么长？因为里面充满了香料、干花、薄荷和其他物质，所以医生戴上口罩后呼吸的空气很香。在当时的人们眼中，这是为了过滤掉致病物质。

虽然鸟嘴面具的防护能力基本为零，但这套服装也可以作为参考。除了戴上鸟口罩，医生还会戴上保护性工具，如长袍和帽子手套，以避免与病人接触。这些方法仍然有优点。

1721年的雕塑、瘟疫医生和鸟嘴面具(*)

外科口罩:堵塞唾液

19世纪70年代后，科学家逐渐意识到细菌的存在。随着现代微生物学的发展，“气味传播疾病”的原始观念已经逐渐被抛弃。19世纪90年代，德国细菌学家卡尔·弗吕格提出结核病是通过空气中的飞沫传播的。根据唾液滴可能传播疾病的观点，外科医生在1897年首次戴上口罩。

德国细菌学家卡尔·弗劳德(*)

事实上，这些面具的保护能力并不强。它们只是松散地挂在脸上，细菌和病毒颗粒仍然可以从侧面进入。然而，医生不戴这些面具来保护自己。他们担心手术中说话、咳嗽和打喷嚏产生的飞沫会进入病人的伤口。

这些外科口罩在各地逐渐普及，但它们的使用仅限于手术室，其效果被严重低估，直到1910年秋天一场可怕的瘟疫席卷中国东北。

在20世纪的手术台上，只有两把主要的刀戴着面具(*)

第一次在防疫方面

瘟疫在东北部爆发了。这就像是世界末日。在第一个症状出现后的一两天内，病人就会死亡。瘟疫几乎杀死了每一个感染者。最重要的是，人们甚至不知道疾病是如何传播的。

一位名叫连德吴的医生被雇来领导防疫工作。他在剑桥大学攻读博士学位，但与世界各地关心鼠疫的医生相比，他的简历不值一提。经过调查研究，他大胆地提出了一个新的观点:这场瘟疫不是通过跳蚤传播的，而是通过空气传播的。

连德吴

根据这一观点，连德吴想起了他在美国手术室看到的外科口罩，并制作了类似但更耐用的纱布和棉布。本发明是一个重大突破，大大增强了口罩的防护能力。然而，当时许多人怀疑他的观点:因为瘟疫过去是由跳蚤传播的，它怎么会突然通过空气传播呢？一位名叫杰拉尔德·梅斯尼的法国医生强烈否认了连德·吴的说法。为了证明连德吴的口罩是无用的，他直接去鼠疫医院看没有防护设备的病人，两天后死于感染。

连德武的口罩已被证明是有效的临床实践和实验。1911年初，面具的生产急剧增加，成功地阻止了瘟疫的传播，连德吴很快成为国际报纸上的英雄。因为面具对公众来说是一件非常新奇的事情，而且戴面具的照片在黑白报纸上发表时有很强的吸引眼球的能力，这种类似病毒的报道和宣传出人意料地使面具成为现代医学的象征。不久之后，1918年西班牙流感大流行，人们戴着口罩，口罩被进一步推广。

1911年，东北的医务工作者(剑桥大学)

N95的诞生

然而，科学家很快发现这种布面具的保护能力仍有改进的余地。1972年，3M开发了第一款N95口罩。3M的前身实际上是一家矿业公司。之所以积极开发防护口罩，是因为矿工也需要口罩来保护自己，这样可以减少职业性尘肺病的发生。“N95”意味着这些口罩可以过滤掉空气中至少95%的微粒。

N95面膜(3M公司)

N95口罩的设计是什么？在显微镜下，我们可以看到许多细长而紧密的纤维，中间有一些缝隙，让空气流通。当微粒(如灰尘和病毒)被吸入面罩时，由于静电，它们将被吸附在面罩的纤维上。口罩戴得越久，过滤能力就越强，因为纤维捕获的颗粒越多，它能吸收的颗粒就越多。然而，随着时间的推移，纤维之间的间隙变得越来越小，呼吸变得困难。这就是为什么N95口罩一次不能戴超过八小时的原因。

N95纳米纤维和各种物体的尺寸比较(从左到右:病毒、pm2.5灰尘、头发、花粉)(Teflex)

除了呼吸困难，N95还有其他缺点:它的设计不适合儿童的脸。如果佩戴者有胡子，密封效果也很差。此外，高风险手术室的N95口罩没有呼吸阀(这是为了保护接受手术的病人)，所以口罩戴上后会变热。

在新的冠状肺炎流行后，N95口罩再次进入国际关注阶段。此刻，成千上万的科学家正在研究如何改进N95口罩。也许在不久的将来，我们可以再次见证面具的升级。

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参考:

1.“外科口罩、外科N95呼吸器和工业N95呼吸器的比较”。职业健康与安全。201001。2020年4月7日检索。

2.卡迈克尔，美国地质调查局(2009)，"鼠疫，历史"，在沙赫特，莫塞里奥(编辑。)，微生物百科全书(第3版)。)，Elsevier，第572页

3.N95口罩的来历不明的故事。法斯特公司。2020-024