谁也没有想到，2020年的新年，新冠肺炎席卷华夏，并逐步蔓延至全球。口罩竟然成了最亮眼的“年货”！高价、无货等一度成了它的关键词，而这一抗疫神器，究竟有什么神奇之处呢？就让我们盘点一下口罩中的纳米科技。
- 口罩的分类
目前，我国的医用口罩主要有三种：
（1）医用防护口罩：是防护级别最高的，即要符合我国GB 19083-2010 强制性标准，过滤效率≥95%（使用非油性颗粒物测试）。要求通过合成血液穿透测试（防止体液喷溅），要求符合微生物指标。
而N95口罩是指符合美国NIOSH认证，非油性颗粒物过滤效率≥95%；KN95口罩是指符合中国GB 2626-2006强制性标准，非油性颗粒物过滤效率≥95%。
所以说，这三款口罩的过滤级别是一样的。
医用防护口罩实物照片
（2）医用外科口罩：医用外科口罩主要是医护人员工作时佩戴，针对那些有体液、血液喷溅的环境，可以阻隔细菌，过滤效率可以达70%以上。因此，也可以用来预防流感及呼吸系统疾病。
医用外科口罩实物照片
（3）医用护理口罩：是一类普通级的医用口罩，这种口罩没有“防护”、“外科”等字样，不要求对血液具有阻隔作用，也不要求密合性，仅用于普通医疗环境佩戴使用。
医用护理口罩实物照片
- 材料组成
撕开一块口罩，你会发现，口罩是由三层组成，即内层、中层和外层。
内层：即贴面层，材料为亲肤无纺布，作用主要是吸收湿气，让皮肤接触口罩比较舒适。
中层：熔喷过滤布，材料为聚丙烯。具有良好的拒水和过滤性，纤维直径1～5微米。可以阻挡90%以上5微米左右的颗粒进入。
外层：阻水层，材料为PP无纺布，主要的作用是阻隔水分、粉尘和防止飞沫进入。
内层布
医用外科口罩结构示意图
按照国家标准，医用必须包括三层的无纺布，而无纺布的基本构成如下图所示。包括上下两层的纺粘层和熔喷层。而N95口罩只不过是中间的熔喷层更多更厚了。而多加熔喷体为何会增加过滤效率呢？
SMS无纺布结构示意图
- 过滤机理
喷熔层是如何实现对细菌，病毒等的过滤呢？有人会说，喷熔的聚丙烯纤维尺寸这么大，新型冠状病毒那么小，如何能够过滤病毒和细菌呢？
这又要科普到高中生物学的知识了，这是因为病毒尺度很小，一般为100纳米（0.1微米）左右，自己不能完成新陈代谢，也不能繁殖，需要寄生在其他细胞内才能完成。因此，病毒不能独立存在，必须要和人体的飞沫、唾液等结合，从而进行传播。
而飞沫的尺寸为5微米左右，其经过熔喷布时，被吸附在纤维表面而无法通过，病毒也就无法通过，因此就达到了过滤的目的。主要的过滤机理，从微观上来讲，分为惯性撞击、拦截、扩散和静电吸附。
这个机理跟防弹衣是类似的，子弹打到防弹衣，首先接触防弹服表面类似减震一样的结构，消耗掉它的惯性，然后再进行拦截，再向内层的其他材料扩散，最后被固定在防弹衣，也就跟这里的静电吸附是类似的。
喷熔的聚丙烯纤维扫描电镜照片
口罩过滤机理
- 几个需要科普的误区：
（只针对N95和医用外科口罩，医用普通口罩不在讨论之列）
1. 口罩脏了，可以搓洗或者高温消毒吗？
答：不可以。因为口罩的核心层，熔喷层是将聚丙烯纤维高温熔化拉成丝而制成的，纤维直径很小，取向度高，有静电吸附作用。而高温或者搓洗会破坏这种结构。
2. 一次性口罩可以重复使用吗？
答：原则上不可以。因为一次性口罩是考虑到它每次会吸附病毒的，但目前的情况下，物资短缺，医护人员都不能保证四小时换一次，就更别说普通大众了。所以说，如果你不在定点医院工作，只是上街买个菜，下楼倒垃圾，一次性口罩重复使用是可以的。
3. 如何判断口罩可以重复使用？
答：判断口罩可否重复使用，把握以下几点：
a. 近期有无接触新冠肺炎确诊病患或者疑似病患；
b. 口罩有无破损，开线，贴合不紧的情况；
c. 口罩有无变色情况；
d. 戴着口罩有无呼吸不畅的情况；
如果以上四种情况，都没有发现，口罩是可以重复使用的。
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