N95口罩太緊缺?諾貝爾獎得主教你重複用

N95口罩太緊缺?諾貝爾獎得主教你重複用

圖片來源:Sisoje/Getty

3月14日,美國哈佛大學教授John Doyle和斯坦福大學教授崔屹、諾貝爾物理學獎得主朱棣文的聯合團隊提出了一種可使N95過濾式口罩實現重複利用的方法,該方法即在相對溼度為60-85%、溫度為85℃的條件下,加熱30分鐘,並經過5次循環。結果表明,加熱後的所有口罩的過濾效率均保持在95%以上,與未處理過的口罩無顯著差異。

相關研究成果在預印本平臺medRxiv發表(該研究未經同行評議)。

40分鐘給口罩“消毒”

研究人員首先將口罩放在約1.2升的硬質聚丙烯塑料盒中(該材料可避免與口罩材料的不兼容性),同時放入一小塊兩層紙巾(2.5x2.5立方英寸),紙巾用500(+/-40) uL水浸溼過。

而後,他們把盒蓋上蓋子置於恆溫箱中,恆溫箱始終保持穩定、均勻的溫度,且由於熱氣流的驅動,快速加熱口罩和塑料盒。

為了對這一裝置進行測試,研究人員對塑料盒的蓋子經過改裝,以接入溫度和溼度傳感器。

研究發現,加熱40分鐘後,把塑料盒取出並打開,發現口罩5分鐘後便自然乾燥了。

為了進一步測試口罩是否發生損害,研究人員對四款口罩(3M 1860 N95, 3M 8210 Plus N95, Chen Heng V9501 KN95以及HKYQ N95)進行了5輪去汙循環測試,並測量5輪循環後的口罩過濾效率。觀察發現,最明顯的變化是口罩上印的標籤字樣變模糊。

一次循環需要50分鐘,包括10分鐘的裝卸時間、40分鐘加熱時間(包括10分鐘讓盒內溼度達到60%),使用這種方法的3.7立方英尺的恆溫箱,24小時可處理約1300個口罩。

處理後,口罩仍貼合、過濾效率依然高

研究人員在每輪淨化測試後,都進行了貼合測試和過濾效率測試,並分別設置了對照組。

首先,貼合測試。

定量貼合測試採用了美國勞工部職業安全與健康管理局(OSHA)的一套口罩貼合測試方法,需要測試口罩在測試者身體前傾、說話、頭側轉、頭俯仰等4種動作下的貼合表現。每個單元可以不超過100分,但總貼合係數超過或等於100才能通過測試。

在每次測試前,研究人員會讓使用者戴上口罩並進行密封質量檢查和定量測試,以確認不會有空氣洩漏,以及模擬戴上和脫下口罩所產生的磨損。

研究發現,Chen Heng V9501 KN95 和HKYQ N95這兩款口罩處理後貼合性比較差,它們也均未通過最初的定性密封質量檢查和定量測試。

再者,過濾測試。

研究發現,所有類型口罩在去汙過程前後的過濾效率都不會發生明顯變化。尤其是,3M 1860 和 3M 8210 Plus兩款口罩不但過濾效率沒有明顯變化,5次去汙循環後,貼合係數也最高。

此外,所有口罩的過濾效率都明顯高於N95口罩的95%閾值。每種口罩還拿出一個經過30分鐘的負載測試,以模擬在實際使用過程中,當顆粒堆積在面罩上時會發生的性能變化。在此測試期間,所有口罩的效率均保持在95%以上。

口罩壓降測試結果表明,雖然口罩的壓降高達20%,但所有口罩的氣流阻力仍遠低於規定的最大值。

作者最後指出,雖然字跡有些模糊,但是5次循環後口罩和盒子上的標記仍然清晰可讀,這能確保口罩還是能回到最初使用者手中,這在醫療環境中避免交叉感染很重要。

要確保SARS-CoV-2病毒在N95過濾式口罩,還需要進一步的研究。

相關論文信息:https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.09.20059758v1


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