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科學技術(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
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科學技術(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、使用負壓室和特別的空氣過濾系統(tǒng)。這些保護往往較為昂貴，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，美國康奈爾大學的研究者討論了一款為患者設計的開放式頭盔。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。
使用計算流體力學進行的電腦模擬表明，這種頭盔設計能夠在0.1 秒內(nèi)帶走99.6%由咳嗽產(chǎn)生的飛沫。
論文作者Mahdi 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)有的個人防護器具無法在高效分離污染物的同時保持面部開放。而文章中提出的1毫米厚的面具在完全包裹頭部的同時提供了一個能露出嘴部的接觸端和一個氣泵端。
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出口向外界方向運動而即將離開頭盔時，也能被負壓裝置吸引回到頭盔內(nèi)部，降低他們逃逸的概率。這一設計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)行保護措施相比，新的頭盔設計還能大幅縮減開支。例如，建造一間有空氣過濾的負壓室可能花費數(shù)萬美元。而這樣的頭盔，設計為一次性的版本，每只的成本能夠低至幾美元。而頭盔所配套使用的 HEPA 醫(yī)療級負壓機是現(xiàn)已具備的，花費在1000美元上下。
圖片來源：Pixabay
“我們的下一步計劃是改進頭盔設計，使其擁有更高的效率、更廣泛的應用”論文作者Dong Jia說，“在那之后，我們計劃制造原型機，通過實驗來驗證電腦模擬的預測。”
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)象和設計的快速、準確的手段。
翻譯：武大可
編輯：魏瀟
引進來源：美國物理學會
引進鏈接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-01/aiop-dhr010621.php
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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、使用負壓室和特別的空氣過濾系統(tǒng)。這些保護往往較為昂貴，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，美國康奈爾大學的研究者討論了一款為患者設計的開放式頭盔。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。
使用計算流體力學進行的電腦模擬表明，這種頭盔設計能夠在0.1 秒內(nèi)帶走99.6%由咳嗽產(chǎn)生的飛沫。
論文作者Mahdi 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)有的個人防護器具無法在高效分離污染物的同時保持面部開放。而文章中提出的1毫米厚的面具在完全包裹頭部的同時提供了一個能露出嘴部的接觸端和一個氣泵端。
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出口向外界方向運動而即將離開頭盔時，也能被負壓裝置吸引回到頭盔內(nèi)部，降低他們逃逸的概率。這一設計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)行保護措施相比，新的頭盔設計還能大幅縮減開支。例如，建造一間有空氣過濾的負壓室可能花費數(shù)萬美元。而這樣的頭盔，設計為一次性的版本，每只的成本能夠低至幾美元。而頭盔所配套使用的 HEPA 醫(yī)療級負壓機是現(xiàn)已具備的，花費在1000美元上下。
圖片來源：Pixabay
“我們的下一步計劃是改進頭盔設計，使其擁有更高的效率、更廣泛的應用”論文作者Dong Jia說，“在那之后，我們計劃制造原型機，通過實驗來驗證電腦模擬的預測。”
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)象和設計的快速、準確的手段。
翻譯：武大可
編輯：魏瀟
引進來源：美國物理學會
引進鏈接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-01/aiop-dhr010621.php
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