진공 청소기 가방이 가장 효과적 면 마스크를 만듭니다

당신은 아마 공개적으로 면 마스크를 쓰는 것 익숙해져 있었습니다. 그리고 우리가 의료 산업 종사자들을 위해 N95와 FFP3과 다른 임상적 등급 마스크를 구하도록 촉구받은 것처럼, 당신은 아마 구성 1을 입습니다. 이것은 얼마나 잘 구성 마스크가 일하는지 알지 못하는 과학에도 불구하고 있습니다.

이것을 넘어서기 위해, 내가 캠브리지 대학교에 일부인 팀은 얼마나 잘 면 마스크에서 사용될 때 그들이 착용자와 공공인 것 보호하는지 보기 위해 다양한 구성을 시험하기로 결정했습니다. 구성 마스크 효력의 1요소는 얼마나 잘 다양한 소재가 바이러스 크기 입자를 차단하는지 봄으로써 발견될 수 있습니다 (0.2에서부터 1.0 마이크로미터까지).

약간의 연구가 필터의 역할을 하기 위해 이미 직물의 능력을 조사했었던 동안, 이 이전 작업은 행주와 스카프와 티셔츠와 같은 직물과 가정 도구 중에서 단지 소수의 선택지를 봤습니다. 그러나, 구성이 마스크재로서 유망할 수 있다는 것을 이러한 초기 연구는 보여주었습니다. 예를 들면, 면티가 정상 호흡 동안 입자 중 69%를 필터링할 수 있었다는 것을 2013 연구는 알았습니다.

그럼에도 불구하고, 이러한 보고서는 구성 마스크를 만들고 구입하는 그것들에게 유일한 제한된 지침을 남겼습니다. 구성은 섬유와 종류의 모든 종류에 들어옵니다. 어느 것이 면 마스크를 위해 최고입니까? 당신이 40% 효력과 각각 필터가 이것을 바란 2 구성을 계층화하면 바이러스 입자 중 80%에게서 당신을 보호하세요?

이러한 연구는 또한 기침을 과 같은 바이러스가 가장 펼칠 가능성이 많은 상황의 유형에서 구성의 바이러스 블로킹 능력을 평가하는데 실패했습니다. 정상적으로 숨쉬는 동안 병든 개인이 약간의 바이러스를 분사할 수 있는 동안, 그들이 기침을 하거나 재채기할 때 많은 더 높은 입자 수를 배출할 가능성이 많으며, 그 곳에서 대기는 많은 더 높은 속도에 이동합니다. 만약 효과적으로 구성 마스크는 당신 또는 다른 사람을 보호하는 것이라면, 그것이 이전에 시험되는 것 보다 매우 더 높은 속도로 입자를 차단할 필요가 있습니다.

시뮬라팅 기침을

그러면 우리의 팀은 얼마나 잘 20 일반적으로 이용 가능한 구성과 가정 도구가 쿠가링 스피드에 바이러스 크기 입자를 필터링할 수 있는지 검토하기 위해 실험을 고안했습니다. 우리는 지름에 한 인치인 섬유 시편을 잡기 위해 장치를 설계했습니다. 공중은 그리고 나서 대략 16.5 초당 미터에 이 샘플을 통하여 통과되었습니다 - 그것으로서의 성인 기침의 평균 속도가 입을 남깁니다.

그리고 나서 그것이 직물을 넘 전이나 후에 2 입자 계수기는 공기에서 작은 파티클의 농도를 측정했습니다. 우리는 그리고 나서 자재의 여과 효능을 유도하기 위해 이러한 농도와 비교했습니다. 우리는 각각 구성을 위해 10 배 이것을 했습니다. 비교를 위하여, N95 마스크와 수술용 마스크는 또한 시험되었습니다.

우리는 또한 구성이 습식일 때 성능 드롭을 보여주는지 보기 위해 추가적 실험을 실시했습니다. 양에 대하여, 물의 7 밀리리터는 한 시간 후에 발산했고 섬유 시편의 일부위에 스프레잉되었습니다. 이러한 샘플은 그리고 나서 있었고 습식인 동안 5 이상 시간을 시험했습니다.

개별적 천 형태의 여과 효능이 유용하다는 것을 아는 동안, 대부분의 구성 마스크는 적어도 구성의 이층으로 만들어집니다. 우리는 또한 레이어링 구성이 어떻게 여과를 영향을 미치는지 알고 싶었습니다. 그래서 구성의 개별 층이 시험된 후, 우리는 그리고 나서 추가적 시험을 위한 마스크 조합의 가능성 안으로 구성을 계층화했습니다.

재료 차이

모든 마스크, 그것이 고속 공기 (coughing/sneezing)에 노출될 때 N95 마스크 또는 직물 마스크, 필터 거의 작은 입자인지 (정기적으로 브레이스링) 정상속도 공기와 비교했다는 것을 우리의 연구는 보여주었습니다. 기침을 의 고속 동안, N95 마스크조차 작은 파티클 중의 오직 53%를 필터링했습니다. 수술용 마스크는 48%에 대하여, 이것이하로 여과했습니다.

데님과 같은 저투과도와 중직물이 최고의 보호를 제공했습니다 ; 그러나, 그들은 통과하여 숨쉬는 것이 어려운 것으로 입증되었고, 그러므로 마스크에 이상적이지 않습니다. 더 적당한 구성이 36% 여과 효능으로, 펠트 울과 35% 효율로, 퀼팅 면을 포함한 것을 우리의 테스트는 나타냈습니다. 잘 작동하지 않았던 구성은 면 저지 니트 (25% 효율)을 포함했고 라이크라 (21%)와 가벼운 티셔츠 (11%)를 뻗칩니다.

우리는 또한 작은 파티클을 사로잡도록 설계되는 진공 청소기 가방을 시험했고 전국적 유행병 동안 즉시 이용 가능합니다. 우리가 시험한 그것들은 입자를 필터링하는 것에서 대단히 효과적이었습니다. 버릴 수 있는 헤파필터 가방은 효율적인 61%고 효율적인 세척할 수 있는 필터가방 44%였습니다. 이것들이 엄청난 약속을 나타내며, 그것이 당신의 표면을 덮기 위해 안전한지는 동안 이러한 물질은 아직 알리지 않습니다.

습식일 때, N95와 수술용 마스크는 각각 7와 5 퍼센트 포인트 아래로 여과 효능에서 중요한 감소를 겪었습니다. 구성과 진공 백은 잘 감소로서 나타나지 않았고 심지어 아마 섬유수축 또는 정전기적 성질에서 변화 때문에, 습식일 때 약간의 물질이 그들의 성능을 개선했습니다.

마침내, 우리는 구성을 계층화함으로써 많은 더 높은 여과 효능을 얻었다는 것을 알았습니다. 잘 녹는 인터페이싱 - 예를 들면 칼라에서, 그들을 강화하기 위해 다른 구성을 찔리고 커프를 다는 접착제를 미리 제공받은 재료는 - 도움이 되는 추가를 입증했습니다. 예를 들면, 퀼팅 면의 하나의 층과 두꺼운 덮개 배팅의 하나의 층과 잘 녹는 인터페이싱의 이층과 마스크는 약 60% 효율과 입자를 필터링할 수 있었습니다. 그것은 N95 마스크 이상이었습니다!

그러나 다음을 기억하세요 잘 구성 또는 구성의 조합이 입자를 필터링할 수 있다는 것이 그것이 가면에 사용하기 위해 또한 일할 것이라는 것을 의미하지는 않습니다. 구성과 직물 층은 N95 마스크 재료 보다 통과하여 숨쉬기 위해 더욱 힘든라고 경향이 있었고 이것이 그들을 만들어진 마스크를 더 샐 가능성이 있고 / 또는 더 적합하기가 어렵게 할 수 있습니다. 게다가, 이러한 비율의 모두는 필터 입자에 구성의 능력을 단지 대표하고, 제대로 당신 스스로를 보호하기 위한 중심적인 적당한 마스크의 것과 다른 사람의 효과를 고려하지는 않습니다.대화

이 기사는 박사과정 지원자인 유제니아 오켈리, 공학의 학과, 창조적인 일반 라이센스 하에 캠브리지 대학교에 의해 대화로부터 재발행됩니다. 원저를 읽으세요.