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买不到口罩?那就重复使用


编辑整理/熊欣杰 根据中国工程院、中国工信部官网和视频 图/视频截图,电视剧截图

新冠肺炎疫情蔓延期间,口罩成为人们重要的防控利器。市场上一度出现一“罩”难求的情况。目前国内口罩的生产和供应正在大力恢复之中,我在上海已经能够在网上再次预约购买口罩。而美国、意大利等地华人在Vlog上纷纷表示,早已经买不到口罩。可以预计,口罩缺乏的现象在中国之外会持续一段时间。

传美树特别在此回顾中国工程院院士陈建峰在2月初带领团队开展的“口罩荷电再生技术研究”的成果:仅靠家用电吹风等,就能让“失效”的口罩“浴电重生”。 他的团队对同一个一次性医用外科口罩进行了10次重复利用!

首先,准备材料和工具。

一壶热水、一个大碗、一次性手套或塑料袋、一张纸和一个电吹风,当然,还有需要再次利用的口罩。

有了这些,就可以开工了。

第一步 热水灭毒

根据《新型冠状病毒肺炎防控方案(第四版)》,56℃30分钟可以有效灭活新冠病毒。

将使用过的口罩放入高于56℃的热水,浸泡30分钟以上,然后晾干。

用手套包住手

划重点

1、水温需要高于56摄氏度;

通常沸水与室温水(按20℃计)1:1体积混合后,水温约为60℃。为提高灭毒杀菌效果,可以适当提高沸水比例。

在实际操作中,可以使用刚烧开的沸水,并在浸泡过程中盖上盖子,间隔一段时间添加热水,以保持水温;但不能直接水煮口罩,以免破坏口罩的微观结构。

2、在这个过程中不要揉搓口罩,也是为了避免破坏口罩微观结构;

3、拿取口罩时,需要戴上一次性手套,或用保鲜袋等塑料袋套在手上,避免碰到口罩上潜在的病毒;

4、建议将每个人的口罩分开浸泡,以免交叉污染。

第二步 充 电

使口罩重新荷电,再次具备静电吸附病毒等微小颗粒的过滤功能。

使用电吹风机对着口罩吹10-20分钟,出风口与口罩距离约10 厘米。

划重点

1、操作时,需要将晾干的口罩外层朝下地平放在干燥和绝缘材质的表面,比如家中的木桌或塑料桌面上。

2、电吹风机请勿离口罩太近,避免烫伤口罩,破坏结构。

3、吹口罩时适当摆动电吹风机,保证口罩均匀充电。

4.注意:防静电电吹风机无效。

第三步 纸屑检验

检验口罩是否具有足够的荷电量和静电吸附效果,确保可以重新使用。

在绝缘桌面上洒一些干燥的碎纸屑,将再生处理后的口罩外层接近碎纸屑。距离大于1毫米但并未直接接触时,可观察到口罩对碎纸屑的静电吸附现象。这样就表示,“充电”成功,口罩可以继续使用了。

划重点

如果静电吸附现象不明显,则需要延长第二步“充电”的处理时间,直至通过“纸屑吸附”的检验。

 “再生口罩真的有用吗?

陈院士的团队,把“再生”的口罩送到北京的国家标准检测中心,检测结果出乎意料的非常好。

并且经过测试与观察,在这种“再生”操作之后,口罩的纤维结构、表面缩水性等,都没有发生变化。

这就说明,这种口罩“再生”的方式是有效的。

陈院士团队对4类广泛使用的普通口罩(一次性防尘口罩、一次性医用口罩、一次性医用外科口罩、国外进口KF94口罩),进行了荷电再生重复使用实验研究。经国家劳动保护用品质量监督检验中心(北京)检测,结果表明:3类口罩(一次性医用口罩、一次性医用外科口罩和国外进口KF94口罩)再生后,口罩重要指标(0.1微米微粒过滤效率,即阻隔率)与新口罩相当(衰减约0.5-1.5%);一次性防尘口罩再生后,其过滤效率较新口罩提升50%;一次性医用外科口罩荷电再生循环10次后,其过滤效率与新口罩相当(衰减约0.5%)。这表明:当前疫情应急时期,口罩重复使用是可行的,可缓解当前市场需求与供给的矛盾,且可节约资源、减少环境污染。

值得一提的是,陈建峰院士团队实验室在模拟的实验环境下,对同一个一次性医用外科口罩进行了10次荷电再生循环。经测试,其过滤效率与新口罩相当。在实际使用中,口罩在保护较好的情况下,可以经多次再生处理,重复使用。

需要注意的是,这种二次利用口罩的方式,适用于较低风险暴露人员个人参照使用,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。

口罩再生的原理

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。

“整体看来,口罩过滤的原理主要是利用静电吸附以及纤维排列后对超细颗粒和飞沫的阻隔,口罩中间的荷电层对于携带病毒细菌等微粒或飞沫防护起到重要作用。”王丹介绍。

以医用外科口罩(普通3层平面无纺布口罩)为例,结构包括外层无纺布,防止液体飞溅及大颗粒物;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,特别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。

为什么口罩用了一段时间就得废弃?主要原因就在于口罩中层静电过滤作用的失效。

原来,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会损伤其过滤效果。

这就可以解释为何口罩佩戴一段时间后就会失效。王丹打了一个形象的比喻,“在干燥的环境下,很多人穿的毛衣都会产生静电现象,静电是很容易在这样一些纤维材质的东西上面积累的。但是假如毛衣沾水,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。

“应急之下若想重复使用口罩需要重点考虑两点:一是如何杀死或者去除沉积到口罩上的细菌病毒;二是如何为中间静电层补充静电。” 陈建峰说。

“口罩可重复使用的关键技术问题就是如何在不破坏口罩材料及微观结构的情况下,重新将外界电荷转移至中层无纺布。”王丹说。

“通俗来说,吹风机吹头发,头发会很蓬松就是一种静电现象。那么吹风机鼓动空气热运动,理论上也可以累积静电到口罩中间层为口罩‘充电’。”王丹如此解释其原理。

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清洁处理,随后采用电吹风机、电风扇、电子点火器等对“失效”的口罩进行吹干荷电处理,证实口罩可重新荷电而再生静电效应。

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