防霧霾口罩擋得住2.5微米霧霾,擋得住0.1微米的病毒嗎?

​隨著各地返工時間的確認,不少小夥伴都踏上了返程。很多人擔心飛機

是一個密閉場所,若飛機上有病毒感染人員,隨著飛行時間的增加病毒的密度也隨之增高。這種說法是完全錯誤的!

防霧霾口罩擋得住2.5微米霧霾,擋得住0.1微米的病毒嗎?

客艙空氣每三分鐘更換一次,飛機的通風系統使空氣上下流動,不是前後流動,因此這種循環方式可以降低病毒在飛機上擴散的風險。

防霧霾口罩擋得住2.5微米霧霾,擋得住0.1微米的病毒嗎?

飛機會引入高溫高壓的新鮮空氣,客艙內再循環空氣佔總引起量不到二分之一。並且再循環系統安裝了HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter,中文為高效空氣過濾器),能夠阻擋99.97%的細菌和病毒。

HEPA是何方神聖竟有如此大的威力?下面讓我們一探究竟!

維基百科上說達到HEPA標準的過濾網必須能夠去除99.97%的大於或等於0.3 µm的顆粒。此定義僅提及0.3微米及以上的顆粒。

納米顆粒的範圍0.001微米至0.1微米,而冠狀病毒的大小大約在0.1微米。HEPA過濾網是否可以捕獲納米顆粒呢?

答案是可以的!這就需要讓我們深入瞭解一下HEPA的原理。

為什麼我們關於過濾網的直覺是錯誤的?

大多數人直覺認為HEPA過濾器就像網一樣工作。這種直覺對大粒子是正確的!

當大顆粒飛入HEPA過濾網時,它們因為太大而無法通過,因此被卡住。

防霧霾口罩擋得住2.5微米霧霾,擋得住0.1微米的病毒嗎?

但是,如果縮小到非常小的顆粒(如納米顆粒),事情就會變得很奇怪。

納米粒子是如此之小,以至於當它們撞擊氣體分子時它們會像彈球一樣反彈(科學家稱之為布朗運動),這意味著它們進行隨機的鋸齒形的飛行。

防霧霾口罩擋得住2.5微米霧霾,擋得住0.1微米的病毒嗎?

納米粒子藉助其本身體積極小的優勢,可以穿過過濾器中的纖維。但鋸齒形的飛行方式意味著它們無論如何都會最終撞到纖維並被卡住。

防霧霾口罩擋得住2.5微米霧霾,擋得住0.1微米的病毒嗎?

當過濾器以這種方式捕獲粒子時,科學家將其稱為“ 擴散”(diffusion)。

擴散在捕獲納米顆粒方面效果如何呢?

擴散可以捕獲納米粒子,但是多少納米粒子能被捕獲呢?

事實證明,擴散遠遠比我們認為的有效。據NASA稱,HEPA過濾器可捕獲

“幾乎100%的顆粒”

明尼蘇達大學的研究員測試了玻纖過濾器和更高級別的HEPA過濾器。在測試中, 他們在過濾器處射出了3至20納米的銀顆粒。結果過濾器捕獲了99.99%小於5納米的顆粒。

結果表明,布朗運動的奇蹟不僅僅適用於HEPA。該原理適用於任何纖維過濾器,包括MERV過濾器。在上圖中,MERV過濾器在10納米處捕獲了約99%的顆粒,在4納米處捕獲了99.9%的顆粒。讓人震驚的是這僅僅使用了便宜的纖維過濾器

因此,一個簡單的HEPA過濾器將捕獲納米顆粒和幾乎所有大小的固體顆粒!

布朗運動的原理也適用於口罩!

科學家對3M的口罩進行了測試,發現它們對0.007以下微米(7納米)的捕捉有效率為96%。HEPA濾網其原理和口罩的過濾方式也無不同,都是高密度纖維通過立體交叉的排列方式攔截細微顆粒,只不過HEPA濾網比口罩

更厚更密

防霧霾口罩擋得住2.5微米霧霾,擋得住0.1微米的病毒嗎?

那麼,維基百科為什麼提到0.3微米的顆粒大小呢?

事實證明,0.3微米這個中間區域的粒子最難捕獲。這是因為0.3微米的顆粒太大不會以鋸齒形飛行。但同時,它們的大小又恰好不容易被纖維捕獲。然而HEPA做到了阻擋99.97%的大於或等於0.3 微米的顆粒!

儘管飛機的空氣循環系統減少了前後空氣的流通,但同排座位的氣流循環仍不可避免。因此請全程帶好N95口罩,建議隨身攜帶免洗洗手液和酒精棉片喔!


https://smartairfilters.com/en/blog/can-hepa-filters-capture-nanoparticles/

https://mp.weixin.qq.com/s/lg4v50lgNybn35DmjlYg5w


分享到:


相關文章: