解剖防病毒口罩

(英国曼彻斯特大学医学院王欣教授和科学工程学部自然科学学院材料系李翼教授共同完成,中国南方科技大学刘正白教授协助)

2020年2月2日

新冠病毒直径50-200nm,口罩(欧标EN149,ffp1-3) 孔径600nm, 飞沫大小约5um, 也就是说ffp级别的口罩(类同美标N95) 孔径都大于冠状病毒。到底口罩能不能防病毒呢?让我们给口罩来一次解剖吧。

1. 目前使用的口罩(ffp, N95, 外科手术型)是复合多层层结构。最外层大多数是疏水的合成纤维(比如Ethylene Vinyl Acetate / EVA, 乙烯-醋酸乙烯共聚物),中层是疏水丙纶 (Polypropylene)过滤材料(过滤率大约96%),内层是也常用丙纶,有时处理成为亲水材质,以增强舒适性。抗燃性:800度。

2. FFP3 医用最高级,典型的技术指标:可过滤有害和致癌尘埃,水和油污物雾霾/气溶胶,第2组(级别)和第3组(级别)有害生物制剂,可用于高浓度工作环境(20x), 向内渗透率小于2%,其过滤层石蜡油气溶胶渗透率小于1%(EN149), 最高呼吸阻力1.0 mbar (30 l/min) , 3.0 mbar (95 l/min)。 口罩最外层涂有光催化剂,能分解病毒和细菌外膜。飞沫溅到口罩表面时,大飞沫因为口罩的疏水性而反弹出去,附着的小飞沫里的病毒外膜会被光催化剂破坏而死亡,剩余部分也难以通过中间的过滤层。此型阻挡病毒效果快。

3. FFP2 次之,典型的技术指标:可过 滤危险的细粉尘,水和油雾霾 / 气溶胶,第2组(级别)有害生物制剂,可用于较高浓度工作环境(10x), 向内渗透率小于8%,其过滤层石蜡油气溶胶渗透率小于6%(EN149), 最高呼吸阻力0.7 mbar (30 l/min) , 2.4 mbar (95 l/min)。 它的表面疏水层可以反弹大飞沫,小飞沫附着在口罩外层后水分慢慢蒸发,使得病毒外膜脱水而损伤毛刺结构,于是难以穿过中间的过滤层。此型阻挡病毒效果慢一些。FFP2高级别外膜涂有活性炭,相信这种阻挡病毒效果有所提升。

4. FFP1较低,典型的技术指标:可过精细粉尘,烟雾,水和油基污染雾霾 / 气溶胶,可用于较低浓度工作环境(4x), 向内渗透率小于22%,其过滤层石蜡油气溶胶渗透率小于20%(EN149), 最高呼吸阻力0.6 mbar (30 l/min) , 2.1 mbar (95 l/min).
参考文献:W W W . M O L D E X – E U R O P E . C O M 技术指标数据

5. 外科手术口罩具有和FFP 级别相似的阻挡过滤能力,但是它与面部的紧密接触没有ffp 级别好。

建议在新冠诊治时采用分级制:

  1. 产生气溶胶的环境中,如气管插管,气管切开,检验样品高速离心,医护检验人员需要戴全方位防护面具。
  2. 病毒浓度高的狭小空间,如急诊重症区,传染科,用FFP3 口罩。
  3. 医院其他科室和病毒浓度不高的区域用FFP1-2或外科手术口罩。
  4. 预防者用外科手术口罩即可。