科學(xué)技術(shù)：為了防止牙醫(yī)被傳染新冠，給患者佩戴的隔離頭盔誕生了

圖片來源：Dongjie Jia
對這一問題，現(xiàn)存的解決方案包括佩戴N95口罩和面罩、診室疏散、使用負(fù)壓室和特別的空氣過濾系統(tǒng)。這些保護(hù)往往較為昂貴，不足夠有效，并且不易獲取。
在美國物理聯(lián)合會（AIP）出版的期刊《流體物理》（Physics of Fluids）上，美國康奈爾大學(xué)的研究者討論了一款為患者設(shè)計(jì)的開放式頭盔。一臺醫(yī)用級空氣過濾泵連接在頭盔的頂部，產(chǎn)生一股反向的氣流，防止患者咳嗽產(chǎn)生的飛沫從頭盔中逃逸。
使用計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行的電腦模擬表明，這種頭盔設(shè)計(jì)能夠在0.1 秒內(nèi)帶走99.6%由咳嗽產(chǎn)生的飛沫。
論文作者M(jìn)ahdi Esmaily表示：“作為對比，如果我們用一臺同樣的氣泵來配置一間負(fù)壓室，將需要大約45分鐘才能移除空氣中99%的污染物?！?br>

圖片來源：Pixabay
現(xiàn)有的個(gè)人防護(hù)器具無法在高效分離污染物的同時(shí)保持面部開放。而文章中提出的1毫米厚的面具在完全包裹頭部的同時(shí)提供了一個(gè)能露出嘴部的接觸端和一個(gè)氣泵端。
接觸端還連有一截突出的管口，這段突出的距離可以令飛沫在從這個(gè)出口向外界方向運(yùn)動而即將離開頭盔時(shí)，也能被負(fù)壓裝置吸引回到頭盔內(nèi)部，降低他們逃逸的概率。這一設(shè)計(jì)提供了略為平緩的氣流，降低了高速氣流的擾動給佩戴者造成的不適。
與現(xiàn)行保護(hù)措施相比，新的頭盔設(shè)計(jì)還能大幅縮減開支。例如，建造一間有空氣過濾的負(fù)壓室可能花費(fèi)數(shù)萬美元。而這樣的頭盔，設(shè)計(jì)為一次性的版本，每只的成本能夠低至幾美元。而頭盔所配套使用的 HEPA 醫(yī)療級負(fù)壓機(jī)是現(xiàn)已具備的，花費(fèi)在1000美元上下。


圖片來源：Pixabay
“我們的下一步計(jì)劃是改進(jìn)頭盔設(shè)計(jì)，使其擁有更高的效率、更廣泛的應(yīng)用”論文作者Dong Jia說，“在那之后，我們計(jì)劃制造原型機(jī)，通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證電腦模擬的預(yù)測。”
這一研究所使用的仿真模擬架構(gòu)也可用作研究其他與顆粒相關(guān)的現(xiàn)象和設(shè)計(jì)的快速、準(zhǔn)確的手段。
翻譯：武大可
編輯：魏瀟
引進(jìn)來源：美國物理學(xué)會
引進(jìn)鏈接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-01/aiop-dhr010621.php


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復(fù)【最新活動】，了解近期科普活動
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動詳情
?