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买不到口罩?这样处理可以重复使用!

科普小知识2022-10-25 12:39:42
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在新的冠状肺炎流行期间,口罩成为预防和控制不可或缺的工具。

然而,目前市场上很难找到“口罩”,当国家恢复工作时,一些人的口罩库存不足,希望用一些方法消毒并重复使用。如何在确保安全的同时最大限度地使用每个面具?

近日,中国工程院院士陈键锋带领团队开展了“口罩带电再生技术研究”,针对紧急情况下口罩重复使用的问题,取得了初步成果。只有普通的家用吹风机、电风扇和电子点火器才能从浴缸中“再生”出“失效”的口罩。这是怎么回事?

魔法静电吸附层

在接受《中国科学》采访时,该研究技术的负责人王丹教授正在家中继续重复使用口罩的实验。

“总的来说,掩膜过滤的原理主要是利用静电吸附和纤维排列后超细颗粒和液滴的分离。面罩中间的带电层在保护携带病毒和细菌的微粒或液滴方面起着重要作用。”王丹介绍。

以医用外科口罩(普通三层平面无纺布口罩)为例,其结构包括外层无纺布,防止液体飞溅和大颗粒。中间层静电熔喷非织造布,即带电层,利用静电吸附有效阻挡微小颗粒,尤其是携带纳米病毒的颗粒或液滴,从而有效阻挡病毒等颗粒。内层无纺布用于阻挡呼出的水蒸气。

为什么口罩在使用一段时间后必须丢弃?主要原因在于掩模中间层的静电过滤失败。

原来日常生活场景不同于医院的手术室和病房,直接溅出的体液相对较少。除了由此直接带来的面罩污垢外,细菌和病毒在静电层中的沉积以及通过充气(水蒸气)消除带电层中的静电都会损害其过滤效果。

这可以解释为什么口罩戴一段时间后会失效。王丹做了一个形象的比喻:“在干燥的环境中,许多人穿会产生静电的毛衣。静电很容易积聚在这种纤维材料上。但是如果毛衣湿了,就相当于面罩被呼出的水蒸气弄湿了,静电就会消失。”

消耗所有的静电是对面具重要潜力的透支。

“如果你想在紧急情况下重复使用口罩,你需要考虑两点:第一,如何杀死或去除口罩上沉积的细菌和病毒;第二是如何为中间的静电层补充静电。”陈键锋说。

“可重复使用口罩的关键技术问题是如何在不破坏口罩材料和微观结构的情况下,将外部电荷再次转移到中间层无纺布上。”王丹说。

家用电器“充电”口罩

静电在日常生活中无处不在。为了在紧急情况下在家庭条件下重复使用口罩,研究人员提出了一种技术方案,即使用便携式静电发生器对普通一次性医用平面无纺布口罩进行二次充电处理,以再生静电效应,从而实现重复使用。

“一般来说,吹风机吹头发,头发会很蓬松是一种静电现象。理论上,鼓风机还可以通过搅动空气进行热运动,将静电积聚到面罩的中间层,从而给面罩“充电”王丹用这种方式解释了这个原理。

首先,研究人员将一次性医用无纺布口罩放入热水中进行消毒、杀菌和清洗。然后,他们用电吹风、电风扇和电子点火器吹干并给“失效”的面罩充电,确认面罩可以充电以再生静电效应。

在此基础上,研究者提出了一次性医用无纺布口罩在紧急时期的充电再生指导原则。具体步骤如下:

1.将用过的一次性医用无纺布口罩在56℃以上的热水中浸泡30分钟(参见《新型冠状病毒防控计划(第四版)》56℃浸泡30分钟可有效灭活病毒)。一般来说,沸水与室温水的比例(按20℃计算)在1:1混合后约为60度。为了提高消毒效果,可以适当增加沸水的比例。

2.将面膜从水中取出,抖落表面的水珠,平放在干燥的绝缘材料(如桌布、床单等)表面。)、用电吹风吹干约10分钟并充电,或用普通电风扇吹面罩约15分钟,或用普通家用电子点火器进行“电击”完全覆盖面罩,通过面罩内纤维的摩擦或外部放电等方式给面罩材料充电。;

3.在绝缘桌面上撒一些碎纸,把带电的面具放平,使外层靠近碎纸。当距离约为1毫米但没有接触时,可以观察到掩模在碎纸上的静电吸附现象。据信,面罩在成功充电后可以重复使用。如果静电吸附现象不明显,请延长用吹风机吹干口罩的时间,并再次通过“纸尘吸附”检查充电情况,直到充电成功并可重复使用。

为了进一步验证使用家用设备给面罩充电的可行性,研究人员向记者展示了从普通家用打火机上取下的点火器被用作静电发生器来“电击”面罩的特定部分(范围是1厘米×1厘米,大约10秒)。结果还表明,“充电”后的口罩能吸附小纸屑,充电效果显著。

适用于风险较低的人员

然而,这种手动“充电”面罩能达到与工厂面罩相同的保护效果吗?

面对记者的提问,浙江何蓝医疗用品有限公司总经理君君解释说,生产过程中使用的口罩用熔喷布大多采用静电带电技术,电荷大。"在物理上,两个‘电荷’是一回事,但电荷密度可能不同."

来自德国科技有限公司的研究员丁博士在接受《中国科学日报》采访时表示,目前的测试结果表明,该技术方案能够恢复清洗后的掩膜版的大部分原始电荷,并保持良好的静电粒子拦截能力。

「这是一个简单易行的方法,可以解决在非常时期重复使用口罩的问题。目前,它只是针对普通一次性医用平面防护口罩的再利用王丹说。

研究人员特别强调,再生面罩是在非常时期作为紧急情况使用的,适合风险较低的人员重复使用。不建议与患者有密切接触的人员、医务人员和实验室人员使用。