0510-8240 0646
您的位置:首頁 > 新聞中心 > 媒體聚焦 > 掃描電鏡圖解幫您理性選擇口罩

掃描電鏡圖解幫您理性選擇口罩

提供來源:上海百賀 日期:2020年02月02日
 

哪種口罩能防病毒?

 

現在市面上能買到的口罩有:

 

  • 醫用 N95 級口罩(醫用防護口罩)

  • 常規 N95 級口罩(國標 KN95 口罩)

  • 醫用外科口罩

  • KN90 級口罩

  • 醫用口罩或醫用護理口罩

  • 一次性口罩

  • 活性炭口罩

  • 明星防狗仔口罩

  • 純棉布或紗布口罩

 

在這些口罩里,專家建議:盡量選擇醫用外科口罩N95 級口罩(等同國標 KN95,常規,醫用均可),可以起到良好的防病毒的作用。而我們在測試過程中發現,某些 KN90 級口罩也具有有效的核心過濾層,應當也可以起到類似醫用外科口罩的過濾效果。

* N95是美國國家職業安全與健康研究所(NIOSH)最早提出的標準,“N”是指“不適合油性顆粒物”,“95”是指在 NIOSH 標準規定的檢測條件下,對 0.3 微米顆粒的阻隔率須達到 95% 以上。因此,N95 不是特定的產品名稱,而是一種標準,只要通過 NIOSH 審查并達到這個標準的口罩都可以稱為“N95”,與 N95 口罩等效的國內標準口罩為 KN95。

請注意:醫用外科口罩不同于一般的醫用口罩,在名稱中,有“外科”兩個字。兩者從外表看,沒有太大區別,但是,防護標準并不相同。醫用外科口罩執行是 YY 0469-2011 《醫用外科口罩技術要求》,比普通醫用口罩的防護效果會更好一些。

 

為什么醫用外科口罩和 N95 級口罩可以防病毒?借助掃描電鏡放大千倍一探究竟

 

醫用外科口罩,一般分成三層:(內層)吸濕層、(中層)核心過濾層、和(外層)阻水層。

 

N95 級別口罩,結構上做了優化:(中層)核心過濾過濾層層數更多了,厚度更厚了;更有廠商(3M,霍尼韋爾等)會通過靜電處理增強纖維過濾能力,防護性能要更好一些。

醫用外科口罩結構示意圖

 

N95 級別口罩結構示意圖

 

為什么這兩種口罩可以有效防病毒?關鍵在于他們中層核心過濾層均由一種特殊的材料構成,這層材料稱為熔噴無紡布,或簡稱為熔噴布。熔噴布是一種以聚丙烯為材料,由許多縱橫交錯的纖維以隨機方向層疊而成的膜,纖維直徑范圍 0.5~10 微米。

 

下圖為掃描電鏡拍攝的熔噴布結構照片。

 

也許您看到圖片會擔憂了,熔噴布空隙這么大,是怎么過濾環境中的病毒的呢?雖然新型冠狀病毒尺寸很小,在 100 納米(0.1 微米)左右,但是病毒無法獨立存在,其傳播途徑主要有分泌物和打噴嚏時的飛沫,飛沫的大小在 5 微米左右,這是其一,第二,熔噴布本質上是一種纖維過濾器,通過多種過濾機制實現對飛沫等顆粒的過濾,我們看到纖維空隙可以起到'篩( Sieving )'的作用,但'篩'只是最基本的相互作用之一。根據飛沫顆粒的大小和氣流速度,纖維通過多種機制捕捉含病毒飛沫:

 

  • 慣性碰撞  ( Inertial Impaction )–發生在大顆粒身上,存在較大的慣性的顆粒遇到過濾纖維時。

    示意圖所示:大顆粒由于其慣性而無法改變流向,因此會撞擊纖維并附著在纖維上。

     

  • 攔截 ( Interception ) -發生在當顆粒沿著氣流運動,碰巧與纖維表面接觸時。

    示意圖所示:容易跟隨氣流的移動的中等尺寸顆粒與過濾纖維接觸,被纖維攔截。

     

  • 擴散 ( Diffusion ) -發生在當粒子尺度極小時,不按照氣體方向流動,而是受隨機粒子運動(小粒子的布朗運動)控制時

    示意圖所示:小顆粒(例如氣溶膠)做布朗運動,運動方向脫離氣流方向,隨機運動,碰到纖維時被吸附。

     

  • 靜電吸引 (Electrostatic Attraction ) –發生在纖維上存在靜電荷時。

    示意圖所示:纖維上的靜電荷對顆粒會產生靜電粘附。

 

而要發生這些相互作用,要求纖維的直徑要盡量細,而熔噴布纖維直徑在 0.5-10 微米之間,比表面積大,排列致密高,過濾性能好。在醫用外科口罩與 N95 口罩中均使用了熔噴布作為核心過濾層,所以對含病毒的飛沫或氣凝膠均具有良好的過濾效果。

纖維過濾機理示意圖

 

 

為什么倡議大家不要過度追求 N95?

 

國家衛健委高級別專家組組長鐘南山院士在接受央視《新聞1+1》采訪時提醒大家,實際上普通人日常生活中的防護,不一定非要戴 N95 口罩,一般的醫用型防護口罩,是能阻擋大部分帶有病毒的飛沫進入呼吸道的,在公共場合也就夠用了。N95 口罩是在近距離面對患者時所使用的,比如醫護人員每天在為患者診斷治療,得戴著這個,幾個小時換一下。所以大家不必因為恐慌心理而囤積 N95 口罩。畢竟當前是困難時期。

 

而過度消耗 N95 口罩會過快消耗熔噴布資源,引起更嚴重的外科口罩緊缺。援引科技日報的報道,專家介紹,醫用外科口罩熔噴布一般選用 20 克重,而 N95 口罩往往會用到 40 克重,甚至更高。

 

我們通過掃描電鏡,對比了 N95 口罩和醫用外科口罩的截面圖,掃描電鏡圖片可以清晰看出,外科口罩的熔噴布厚度為 156 微米,而 N95 級口罩的熔噴布層厚度為 521 微米,是外科口罩的 3 倍 。

醫用外科口罩截面圖

 

N95 口罩截面圖

 

在物資充足的情況下,選用 N95 口罩自然沒有問題,但 1 個 N95 口罩會消耗 3-4 個外科口罩的原料,在當前春節剛剛復工,原材料緊缺的背景下,我們呼吁讀者遵守鐘南山院士的倡議,減少 N95 口罩的消耗,把 N95 口罩留給真正需要的醫護人員和疫區的同胞們,把生產資源留給外科口罩。


信息來源于“飛納電鏡” 微信公眾號,如涉侵權煩請與我公司聯系,我們會第一時間配合處理。

  無錫東立智能技術有限公司

·服務熱線:0510-824000646

·郵箱:wxdolee@163.com