研究发现反复咳嗽会严重降低口罩的使用效率

华盛顿，2020年6月16日-口罩被认为可以减缓病毒的传播，包括导致COVID-19的新型冠状病毒，但人们对其工作原理知之甚少。

塞浦路斯尼科西亚大学的Talib Dbouk和Dimitris Drikakis在AIP Publishing发行的《流体物理学》杂志中，使用精确的计算机模型绘制了戴着口罩的人反复咳嗽时释放的小液滴的预期流动模式。

该研究小组的先前工作表明，当未掩盖的人咳嗽时，唾液飞沫可以在5秒内传播18英尺。这项新工作使用了扩展模型来考虑口罩和多次咳嗽的影响。

结果表明，口罩可以减少空气中液滴的传播。然而，口罩的过滤效率受到反复咳嗽的不利影响，这可能在一个人生病时发生。反复咳嗽会降低效率，让更多的飞沫通过。

该模型是使用复杂的数学方程式创建的，用于湍流和其他流动影响。通过向初始液滴施加几个周期的前向速度脉冲来模拟咳嗽序列。研究人员进行了数值模拟，以说明液滴与手术口罩中的多孔过滤器的相互作用。

结果令人震惊。即使戴着口罩，在轻度咳嗽期间，一些小滴也可以传播相当长的距离，最高可达1米。如果没有面罩，水滴的传播距离是原来的两倍，因此戴上面罩会有所帮助。面罩还减少了从面罩侧面泄漏的液滴数量，但无法完全消除。

这些计算还揭示了由于湍流遇到面罩，逃逸并进入环境而对液滴尺寸的影响。

Drikakis说：“由于与面罩和面部的多次相互作用，在咳嗽周期中，液滴的大小不断变化并不断波动。”

Dbouk解释了液滴大小可能会如何变化。Dbouk说：“口罩减少了反复咳嗽过程中的小水滴积聚。”“但是，尚不清楚大滴还是小滴更具感染力。”

Drikakis说：“使用口罩不能提供全面的保护。”“因此，社会隔离仍然至关重要。”对于医护人员，研究人员建议使用更完善的个人防护设备，包括带有内置空气过滤器的头盔，面罩，一次性礼服和两副手套。

研究人员还敦促制造商和监管机构考虑评估面罩性能的新标准，这些标准应考虑流动物理特性和咳嗽动力学。他们还提出了掩模性能评估的新标准。

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