آخرین مطالب

ماسک های مرطوب چقدر قطرات دارند؟ مطالعه نشان می دهد که ماسک های مرطوب هنوز نفوذ قطرات تنفسی را متوقف می کنند –


پس از مطالعه اثربخشی لایه‌های مختلف ماسک در جلوگیری از خروج قطرات تنفسی از ماسک‌های صورت، تیمی از محققان بین‌المللی اکنون توجه خود را به مدل‌سازی این که قطرات در تماس با ماسک‌های مرطوب چه اتفاقی می‌افتد معطوف کرده‌اند. نتایج آن‌ها نشان می‌دهد که ماسک‌های مرطوب همچنان در جلوگیری از خروج این قطرات از ماسک و اتمیزه شدن آنها به ذرات آئروسل کوچک‌تر با قابلیت پخش آسان‌تر مؤثر هستند.

این مطالعه تنها به بررسی اثرات ماسک مرطوب بر نفوذ قطرات پرداخت. محققان خاطرنشان می‌کنند که مردم باید دستورالعمل‌های بهداشت عمومی را دنبال کنند تا در صورت خیس بودن ماسک خود را تعویض کنند، زیرا تنفس ماسک‌های مرطوب سخت‌تر است، در فیلتر کردن هوای استنشاقی کارایی کمتری دارد و می‌تواند بیشتر از ماسک‌های خشک در اطراف لبه ماسک تخلیه شود.

“در حالی که کارایی ماسک های مختلف صورت خشک بررسی شده است، تحقیقات جامعی در مورد ماسک های مرطوب وجود ندارد. با این حال، کاربران برای مدت طولانی از ماسک استفاده می کنند و در این مدت ماتریکس ماسک به دلیل قطرات تنفسی آزاد شده از تنفس خیس می شود.” تیمی از مهندسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو، موسسه علوم هند و دانشگاه تورنتو نوشتند: سرفه، عطسه و غیره. محققان یافته های خود را در 21 نوامبر در هفتاد و چهارمین نشست سالانه انجمن فیزیک آمریکا از بخش APS دینامیک سیالات ارائه کردند. همین مقاله در سیالات بررسی فیزیکی در 7 دسامبر

آنها دریافتند که شاید به طور غیرمنتظره، ماسک های مرطوب در واقع نفوذ و فرار این قطرات تنفسی از ماسک را دشوارتر می کنند و به ذرات کوچکتر و آئروسل تبدیل می شوند. تحقیقات نشان داده است که این ذرات کوچکتر احتمال بیشتری دارد که ویروس SARS-CoV-2 را با ماندن طولانی‌تر در هوا نسبت به قطرات بزرگ‌تری که به زمین می‌ریزند، گسترش دهند. در مدل‌سازی فیزیک پشت چرایی این اتفاق، آنها کشف کردند که دو مکانیسم بسیار متفاوت برای ماسک‌های آبگریز مانند ماسک‌های جراحی رایج، در مقابل ماسک‌های آب دوست مانند انواع پارچه‌ای وجود دارد.

برای مطالعه دقیق چگونگی تأثیر رطوبت بر نفوذ قطرات، محققان قطرات تنفسی ساختگی را با استفاده از یک پمپ سرنگ تولید کردند که به آرامی مایع را از طریق یک سوزن و بر روی یکی از سه نوع ماده ماسک: یک ماسک جراحی و دو ماسک پارچه‌ای با ضخامت‌های مختلف فشار می‌داد. محققان با استفاده از دوربینی با سرعت بالا که ضربه را با سرعت 4000 فریم در ثانیه به ماسک برخورد کرد، آنچه را که اتفاق افتاد را ثبت کردند و با مرطوب شدن ماسک به مطالعه آن ادامه دادند.

آنها دریافتند که قطرات ناشی از سرفه یا عطسه باید با سرعت بیشتری حرکت کنند تا در هنگام خیس شدن از طریق ماسک، در مقایسه با زمانی که خشک است، حرکت کنند. در ماسک‌های آبگریز با جذب کم، مانند ماسک‌های جراحی، قطرات تنفسی دانه‌های کوچکی را روی سطح ماسک تشکیل می‌دهند و مقاومت بیشتری برای قطرات نهفته در برابر نفوذ احتمالی ایجاد می‌کنند.

ماسک های پارچه ای آبدوست این مهره را نشان نمی دهند. در عوض، پارچه مایع را جذب می‌کند و با جذب حجم بیشتر، ناحیه خیس شده پخش می‌شود. ماتریس متخلخل این ماسک‌های پارچه‌ای با مایع پر می‌شود و بنابراین قطرات باید حجم بیشتری از مایع را برای نفوذ به ماسک جابه‌جا کنند. به دلیل این مقاومت اضافی، نفوذ ضعیف تر است.

Sombuddha Bagchi، نویسنده اول مقاله و دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک در دانشکده مهندسی جاکوبز در کالیفرنیا سن دیگو گفت: به طور خلاصه، ما نشان دادیم که ماسک‌های مرطوب بهتر از ماسک‌های خشک می‌توانند قطرات تنفسی بالستیک را محدود کنند.

Abhishek Saha، یکی از نویسندگان و استاد مهندسی مکانیک و هوافضا در UC San Diego، افزود: «با این حال، ما همچنین باید به نشت جانبی و قابلیت تنفس ماسک‌های مرطوب توجه کنیم که در مطالعه ما بررسی نشده است.»

تیم مهندسان – که شامل پروفسور Swetaprovo Chaudhuri از دانشگاه تورنتو و Saptarshi Basu از موسسه علوم هند نیز می شود – در این نوع آزمایش و تجزیه و تحلیل به خوبی تبحر داشتند، اگرچه آنها به مطالعه آیرودینامیک و فیزیک عادت داشتند. قطرات برای کاربردهایی از جمله سیستم های محرکه، احتراق یا اسپری های حرارتی. آنها در سال گذشته با شروع همه‌گیری کووید-19 توجه خود را به فیزیک قطرات تنفسی معطوف کردند و از آن زمان به مطالعه انتقال این قطرات تنفسی و نقش آنها در انتقال بیماری‌های نوع Covid-19 پرداختند.

در مارس 2021، همین تیم مقاله‌ای را منتشر کرد پیشرفت علم جزئیات اثربخشی ماسک های خشک یک، دو و سه لایه در جلوگیری از نفوذ قطرات تنفسی به ماسک. با استفاده از روشی مشابه با این آزمایش ماسک مرطوب، آنها نشان دادند که ماسک های جراحی سه لایه در جلوگیری از اتمیزه شدن قطرات بزرگ ناشی از سرفه یا عطسه به قطرات کوچکتر موثر هستند. این قطرات بزرگ سرفه می توانند از طریق ماسک های تک لایه و دولایه نفوذ کرده و به قطرات بسیار کوچکتری تبدیل شوند، که بسیار مهم است زیرا این قطرات آئروسل کوچکتر می توانند برای مدت زمان طولانی تری در هوا باقی بمانند.