科学防疫丨口罩荷电再生技术研究取得初步成效

  • 时间:
  • 浏览:1
  • 来源:极速快三--极速快三计划

  近日,中国工程院院士、Engineering执行主编陈建峰带领团队,面向应急时期口罩重复使用的问题图片,开展“口罩荷电再生技术研究”并取得初步成效。仅靠普通家用电吹风机、电风扇、电子点火器就能让“失效”的口罩“浴电重生”,这究竟是缘何一回事呢?

  神奇的静电吸附层

  接受《中国科学报》采访时,该研究技术负责人北京化工大学教授王丹正在家继续着口罩的重复利用实验。

  王丹介绍:“整体看来,口罩过滤的原理主假使 利用静电吸附以及纤维排列后对超细颗粒和飞沫的阻隔,口罩上边的荷电层对于携带病毒细菌等的微粒或飞沫起到重要防护作用。”

  以医用外科口罩(普通3层平面无纺布口罩)为例,价值形式包括外层无纺布,正确处理乙炔气 飞溅及大颗粒物;中层静电熔喷无纺布,即荷电层,利用静电吸附作用有效阻隔微小颗粒,一阵一阵是携带纳米级病毒的微粒或飞沫,实现对病毒等微粒的有效阻隔;内层无纺布,用于阻隔呼出的水汽。

  为那此口罩用了一段时间就得废弃?主要是因为就在于口罩中层静电过滤作用的失效。

  从前,日常生活场景不同于医院的手术室、病房,接触到体液直接喷溅的情况比较少,除去由此直接带来口罩的脏污之外,细菌病毒在静电层的沉积、哈气(水汽)对于荷电层静电的消除都在损伤其过滤效果。这就须要解释缘何口罩佩戴一段时间后就会失效。

  王丹形象地移觉道:“在干燥的环境下,不多不多不多不多人穿的毛衣都在产生静电问题图片,静电是很容易在从前因此 纤维材质的东西上边积累的。为社 让假使 毛衣沾水,等同于口罩沾上了口中呼出的水汽,静电就会消失。”

  消耗完所有的静电,也就等于透支了这只口罩的重要潜力。

  陈建峰说:“应急之下若想重复使用口罩须要重点考虑两点:一是怎样杀死为社 让去除沉积到口罩上的细菌病毒;二是怎样为上边静电层补充静电。”

  王丹说:“口罩可重复使用的关键技术问题图片假使 怎样在不破坏口罩材料及微观价值形式的情况下,重新将外界电荷转移至中层无纺布。”

  家用电器给口罩“充电”

  日常生活中静电无处没了,我要我在家用条件下就能应急重复使用口罩,研究人员提出了采用便携式静电处在器对普通一次性医用平面无纺布口罩进行二次荷电正确处理,使其再生静电效应以达到可重复使用的技术方案。

  王丹解释其原理:“通俗来说,吹风机吹头发,头发会很蓬松假使 四种 静电问题图片。没了吹风机鼓动空气热运动,理论上也须要每段静电到口罩上边层为口罩‘充电’。”

  首先,研究人员将使用后的一次性医用无纺布口罩置于热水中做消毒杀菌净化室室正确处理,但是 采用电吹风机、电风扇、电子点火器等对“失效”的口罩进行吹干荷电正确处理,证实口罩可重新荷电而再生静电效应。

  基于此,研究人员提出应急时期一次性医用无纺布口罩荷电再生导则,具体步骤如下:

  1.将用过的一次性医用无纺布口罩置于大于56 ℃热水中浸泡500分钟(参考《新型冠状病毒肺炎防控方案(第四版)》56 ℃ 500分钟可有效灭活病毒),通常沸水与室温水(按20 ℃算)1:1混合后约为500度,为提高灭毒杀菌效果,可适当提高沸水比例;

  2.将口罩从水中取出,搞定外皮液滴,平贴到 干燥的绝缘材质外皮(如桌布、床单等),用电吹风机吹烘约10分钟吹干并荷电,或用普通电风扇吹口罩约15分钟,或用普通家用电子点火器对口罩进行全面覆盖的“电击”,通过口罩结构纤维的摩擦或结构放电等,使口罩材料重新荷电;

  3.在绝缘桌面上洒因此 碎纸屑,将荷电后的口罩平放并使外层接近碎纸屑,距离约1毫米但并未接触时,可观察到口罩对碎纸屑的静电吸附问题图片,认为口罩荷电成功,须要再使用;如静电吸附问题图片不明显,则延长电吹风吹烘口罩的时间,再次通过“纸屑吸附”检验荷电情况,至荷电成功,须要再使用。

  为进一步验证采用家用器件使口罩重新荷电的可行性,研究人员向记者展示了用普通家用打火机拆下的点火器作为静电处在器,在口罩特定部位进行“电击”(范围1cm × 1cm,约10秒)。结果同样发现,“充电”后的口罩,须要吸附小纸屑,荷电效果显著。

  口罩佩戴过程荷电量检测

  研究人员对单位提供的口罩进行了荷电量的定量测试。

  室内佩戴口罩15分钟(安静情况),基于测量数据,及实际中口罩佩戴的体会,概述如下(见下图):

  (1) 口罩内层上侧(a),荷电量明显下降,分析是为社 让口罩在鼻梁处鼻子夹得紧,皮肤接触处容易出汗,是因为荷电量下降;口罩外侧上侧(a'),荷电量有轻微下降,可认为是鼻梁处水汽较多所致。

  (2) 口罩内层左右两侧(b,d)荷电量都在所下降,分析也是为社 让皮肤接触所致;口罩外层左右两侧(b',d'),荷电量因此 微变化,都在一阵一阵明显。

  (3)发现口罩内外层的上边(e,e')及下侧(c,c'),电量有显著增加,分析是为社 让呼吸作用,是因为口罩纤维等摩擦产生静电(类似吹风机或电风扇的作用)。实际佩戴口罩须要知道,上边每段与皮肤不多会直接接触,佩戴者说话时,口罩下侧摩擦运动较明显,且气流容易通过口罩下侧缝隙漏出。室内安静情况下佩戴15分钟,呼吸比较均匀、絮状水汽对静电层的破坏不多显著,相反,空气流动及摩擦反而使电荷密度有一定增加。可移觉穿着毛衣时,积累静电的过程。

  将上述口罩继续佩戴,但佩戴过程中在室内进行一定程度运动(仰卧起坐)达到出汗效果,15分钟后摘下口罩须要发现,口罩内层有细水珠,外层假使 是一阵一阵干爽,此时测量电荷:内层所有部位,电荷都接近于0,外层电荷都在显著下降。一阵一阵是,外层上侧鼻梁处,为社 让运动中摩擦较少,出汗较多,荷电量下降尤为显著。

  将该口罩放置1小时晾干,重新测量荷电量,与此前佩戴15分钟(保持运动)后刚摘下的口罩荷电量检测结果接近,与新口罩相比,荷电量显著下降。

  适用于较低风险暴露人员

  不过,类似人工“充电”的口罩否是是须要达到和出厂口罩同样的防护效果?

  面对记者的问题图片,浙江蓝禾医疗用品有限公司总经理曹军解释,用于口罩的熔喷布在生产过程中,多采用静电驻极技术,其荷电量较大。“从物理本质上,两次‘荷电’是同一回事,但电荷密度或有所不同。”

  德国鼎卫科技有限公司研究人员丁浩旻博士告诉《中国科学报》,目前试验测试表明该技术方案对水洗后的口罩进行二次荷电正确处理,可恢复其大每段的原有带电量,保持良好的静电拦截微粒能力。

  “这是为正确处理非常时期口罩再生重复使用问题图片,提供的四种 简便易行的土办法思路,目前仅针对普通一次性医用平面防护口罩的重复使用。”王丹说。

  研究人员一阵一阵强调,再生口罩作为非常时期应急之用,适用于较低风险暴露人员重复使用。不推荐用于密切接触患者的人群、医护人员及实验室工作人员。