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口罩濒临用尽!究竟是否可以用酒精消毒后继续

更新时间:2020-06-28 20:32点击:

  从1月23日武汉封城引发国内民众的紧张气氛开始,至今已经过去了近一个月时间。一旦结束“无需口罩”的蜗居生活,无论是对于即将复工的上班族,还是对于需要再次外出采买食品供给的居家人群而言,用于外出行动的口罩肯定不够用了!

  与此同时,经过此前近一个月各类医疗机构及普通民众对市场库存的反复清洗。N95(KN95)、医用外科防病毒口罩不但市面上依旧紧俏,甚至连疫区的一些医院都供应不足,被列入战备物资之列,不少家庭珍藏的口罩库存也即将见底。口罩已然成为一种“紧俏物质”。

  近期网络上开始频繁流传将佩戴使用过的口罩,通过各种消毒手段处理后再次使用的“妙招”。比如,放到锅里干蒸、放进玻璃瓶中水煮、放在紫外灯下晒、喷上酒精消毒等方法,可谓八仙过海,各显神通。

  据官方披露数据,新型冠状病毒(NCP)这种“脑残片”的确怕高温、怕紫外线、怕酒精。

  1、以电吹风56℃高温档,隔着食品保鲜袋干吹口罩30分钟。2、以75%的酒精喷雾内外消毒口罩。3、以250nm~270nm波长紫外线分钟。

  其他还有很多方法,比如饭锅湿蒸法、干蒸法、微波炉加热法、玻璃瓶干煮法等等,国人高手尽在民间。

  但是问题来了,那些一次性口罩和看似非常金贵的N95口罩防病毒口罩,通过以上方式真的能够被再次使用,甚至被“无限次恢复”吗?

  同时,N95口罩又自带塑料材质的呼吸阀,内置聚丙烯熔喷超细纤维作为滤层,加热温度超过80度,便很容易因收缩变形而发生损坏。

  别说N95,蒸锅中的三层一次性口罩都没有忍过高温酷刑,有朋友已经试过,具体下场请参考下图。

  用紫外线分钟的方法似乎也不靠谱,一方面操作过于繁琐,另一方面家庭消毒柜的紫外线强度比专业设备差不少,估计也需要30分钟,而家庭购置专业紫外线灯的必要性好像也不大。

  再者一个原因,有些专家也没有提及,口罩中起到过滤作用的熔喷材料是一种热塑性高分子材料,耐老化性差,紫外线照射会导致其结构发生氧化降解,过滤性能大幅下降,甚至由95%快速降低到60%以下,和普通的纱布口罩、棉布口罩差不多了。

  额外说一句,紫外线灯照射后会产生对人体呼吸系统有害的臭氧,其发出的光线也对人的视力危害极大,请大家做必要的规避。

  比较有意思的是用电吹风消毒的方法,前一周复旦大学上海医学院分子病毒学实验室的学生还通过视频做了重点介绍。

  方法倒是很简单,只要把用过的口罩用耐高温的家用保鲜袋包裹起来,用电热吹风处理30分钟,即可完成对口罩的消毒。

  发起此项研究的闻玉梅院士也特别强调,用吹风机为口罩消毒的方法只适用于一次性医疗口罩,或不含有静电吸附层的非KN95口罩。

  不过,笔者认为,用吹风机高温档悬空加热口罩30分钟,这个过程会令人感到非常煎熬,况且还要考虑与我们一起担负这一煎熬工作的吹风机的寿命,想想它的感受。

  综合以上各原因,其实剩下两个消毒的办法还是有一定的可行性的,一个便是以干烘箱设置70°高温烘烤口罩30分钟,另外一个是以75%的酒精喷雾内外消毒口罩。

  持这种观点的专家认为,无论是N95还是医用外科口罩,它们实现“防病毒”的主要手段都是依靠“过滤层”吸附、阻隔病毒等微颗粒(气溶胶),而过滤层主要由聚丙烯熔喷超细纤维构成。

  口罩过滤材料往往要经过“驻极处理”,使其携带微量的电荷,从而在比较蓬松的情况下能够有效吸附空气中的各种微粒。

  医用外科口罩和医用N95口罩外表面都经过“拒水处理”,酒精、水、血液、唾液等都很难渗入,目的是防止液体喷射和口沫传染造成交叉感染。

  教育部产业用纺织品工程中心副主任、东华大学非织造材料与工程系靳向煜教授此前在接受科技日报记者采访时,提出以下观点:无论是“清蒸”还是“水煮”,水的进入会使过滤层中的电荷迅速消失,导致过滤效果大幅下降。

  同时,酒精也会破坏口罩外层防水结构,原因是酒精的表面张力和水有很大不同,用酒精处理过的口罩材料对水(血液、唾液)的吸收会增强,这会加速口罩过滤层失效。

  我注意到坊间还曾经流传过一个现场演示视频。我先放出来,后面再说一些自己的观点。

  不过,我们可以注意到,旁边的工作人员进行的酒精喷淋是大剂量的,而且在保持湿润的前提下,马上倒入水,这才导致了口罩无法防水。

  那么,我们猜想一下,如果这只口罩在喷淋适量酒精后被正常晾干,是否可以起到既完成消毒过程,又可以保持原有的防护液体喷溅防护效果呢。

  有趣的是,在2月8日《广州日报》的“每日辟谣”文章中,明确提醒民众,判断口罩能不能防病毒的“土办法”——“口罩接水不渗水,就说明能抵抗新型冠状病毒”是错误的。

  实际上,非N95和非医用外科口罩,即便不渗水,也不能抵抗新型冠状病毒传播。

  毕竟,在当前疫情遥遥无期的情况下,人们对于已然不多的N95和一次性防病毒口罩都需要尽量实现安全前提下的再利用为妥。

  我注意到, @飞纳电镜 团队最近也针对不同消毒方法对口罩防护能力的影响这个话题做了一番细致而严谨的实验。

  我很佩服这个团队的细致性和严谨度,所以也把他们的实验过程发到这里,因为我发现他们的实验结论并非人云亦云,哪怕与一些医疗机构的专家相左,他们也勇敢提出自己的见解。

  业内普遍将熔喷无纺布所具备的吸附性作为口罩过滤病毒的重要原因,而吸附性主要来自于熔喷无纺布特有的纤维结构和静电吸附性。

  那么,飞纳电镜团队就将各种消毒方法是否对熔喷无纺布宏观和微观纤维结构造成明显损伤作为实验结果的判定依据,更为可贵的是,最终该团队还亲手做了静电吸附性的一个小实验。

  在以上过程结束后,他们将四片样品自然晾干后,取出熔喷层,然后使用他们特有的飞纳台式扫描电镜进行观察。

  扫描电镜结果如下,消毒处理后的样品与对照组相比,并没有看到任何明显差异,没有看到明显孔洞,裂痕,消毒处理并没有破坏滤膜的宏观完整性。

  熔喷无纺布属于超细纤维,直径范围仅仅 0.5~10微米左右(比头发丝细 150 倍),实际上强度很低。

  他们发现,即便对于细到0.5微米的纤维,无论被酒精浸泡、蒸、煮后,熔喷无纺布纤维的原始微观结构都保持完好,纤维直径分布、膨松性等并未发生改变,也未发现纤维断裂,腐蚀。

  除了结构表征,飞纳电镜团队还查阅了2015 年Choi等人通过压降测试以推断酒精处理是否会影响纤维的结构的资料。

  资料显示,酒精浸泡处理之后的过滤器,压降性能几乎没有变化,这也意味着酒精处理并没有破坏过滤器的纤维结构,并未改变空气通过效率。

  此前文章提及,专家认为口罩一部分的过滤性能需要依靠静电吸附来完成,因此,沾上水或酒精之后,静电中和会导致口罩失效。

  他们认为,首先,酒精浸泡确实会引起静电中和,但酒精喷雾≠酒精浸泡,同时,口罩过滤并不仅靠静电吸附,还依靠惯性碰撞、拦截、布朗扩散等机制。

  这些机制之间相互分工,相互合作,静电吸附和布朗扩散对1微米以内的颗粒或气溶胶有良好的拦截作用,而 1 微米以上的过滤主要靠其他机制。

  他们同时认为,并不是所有的口罩都拥有静电吸附能力,只有驻极处理过的熔喷布口罩才有这一功能。

  更进一步,即使对于具有静电吸附能力的口罩而言,低密度酒精处理也未必会真的完全中和静电。

  为了验证自己的猜测,他们又做了下面这个简单的小实验,用经过三次75%酒精喷雾消毒并晾干后的熔喷布与崭新的熔喷布做对比。

  视频的结尾,实验结果出人意料:经过三次75%酒精喷雾消毒后,熔喷布仍然具有静电吸附能力,静电吸附能力并没有失效。

  飞纳电镜团队继而从理论上进行分析,他们认为:熔喷无纺布可以在制造的时候,通过驻极处理的方式,使纤维负载上电荷,这些电荷会对0.5微米以内的飞沫或粉尘产生良好的静电吸附效果。

  在一些科研资料中可以查到,2002 年,Lee 等人在研究酒精浸泡时间对颗粒通过驻极体过滤材料渗透的影响时发现,在浸泡1分钟后,驻极过滤材料上的表面电荷会被完全中和,导致过滤效率大大降低。

  但在 2015 年,Choi等人又发现,不同于酒精浸泡,低密度的酒精处理(0.045g / cm2以内)对电荷的中和效应很弱,对滤材的过滤效率的影响很小。

  因此,飞纳电镜团队得出以下结论:静电吸附仅仅会影响对1微米以内的颗粒或气溶胶的拦截。但是,即便失去了静电吸附功能,口罩纤维所面对的布朗扩散也会对这部分过滤发挥作用。而对于 1 微米以上的颗粒拦截主要靠其他机制,也不会受到静电中和的影响。

  他们完成的实际实验结果表明,酒精浸泡、煮、蒸等消毒处理不会明显改变纤维形貌,低密度的酒精喷雾也不一定会大幅降低口罩的过滤能力。

  不过,负责任的他们也在提醒公众,以上结论并不意味着民众可以放心大胆地戴着反复消毒过的口罩出行。口罩该省的时候省,不该省的时候不要省。要根据使用场景和防护要求灵活选择。

  1、我们线度酒精喷雾消毒,或许也可能对N95口罩的过滤效率造成一定影响,可能会降低不多,也可能损失惨重。

  酒精喷雾消毒,只是在口罩特别缺乏情况下的无奈之举。生命重于金钱,保命口罩,该换就换!

  2、有一种可能,酒精喷雾要做到保证不破坏过滤性能的“低剂量”,就有可能只喷淋到口罩的表面,无法渗入口罩深层,这可能会导致无法让酒精杀死吸附在口罩过滤层中的病菌。

  3、有研究报告表示,使用5天后的N95口罩,其过滤效率依然有80%。也就是说,普通民众使用N95在非高危区域的时间可以理解为连续配戴8小时,或者不间断佩戴5天。

  4、N95口罩也是有“有效期”的哦。这与其过滤层中驻极过滤材料上的表面电荷被中和的速度有很大关系。

  另外,点击“阅读原文”,大家可以查看一段由一位女护士演示的正确佩戴口罩的标准方法。


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