誰也沒有想到，2020年的新年，新冠肺炎席捲華夏，並逐步蔓延至全球。口罩竟然成了最亮眼的“年貨”！高價、無貨等一度成了它的關鍵詞，而這一抗疫神器，究竟有什麼神奇之處呢？就讓我們盤點一下口罩中的納米科技。
- 口罩的分類
目前，我國的醫用口罩主要有三種：
（1）醫用防護口罩：是防護級別最高的，即要符合我國GB 19083-2010 強制性標準，過濾效率≥95%（使用非油性顆粒物測試）。要求通過合成血液穿透測試（防止體液噴濺），要求符合微生物指標。
而N95口罩是指符合美國NIOSH認證，非油性顆粒物過濾效率≥95%；KN95口罩是指符合中國GB 2626-2006強制性標準，非油性顆粒物過濾效率≥95%。
所以說，這三款口罩的過濾級別是一樣的。
醫用防護口罩實物照片
（2）醫用外科口罩：醫用外科口罩主要是醫護人員工作時佩戴，針對那些有體液、血液噴濺的環境，可以阻隔細菌，過濾效率可以達70%以上。因此，也可以用來預防流感及呼吸系統疾病。
醫用外科口罩實物照片
（3）醫用護理口罩：是一類普通級的醫用口罩，這種口罩沒有“防護”、“外科”等字樣，不要求對血液具有阻隔作用，也不要求密合性，僅用於普通醫療環境佩戴使用。
醫用護理口罩實物照片
- 材料組成
撕開一塊口罩，你會發現，口罩是由三層組成，即內層、中層和外層。
內層：即貼面層，材料為親膚無紡布，作用主要是吸收溼氣，讓皮膚接觸口罩比較舒適。
中層：熔噴過濾布，材料為聚丙烯。具有良好的拒水和過濾性，纖維直徑1～5微米。可以阻擋90%以上5微米左右的顆粒進入。
外層：阻水層，材料為PP無紡布，主要的作用是阻隔水分、粉塵和防止飛沫進入。
內層布
醫用外科口罩結構示意圖
按照國家標準，醫用必須包括三層的無紡布，而無紡布的基本構成如下圖所示。包括上下兩層的紡粘層和熔噴層。而N95口罩只不過是中間的熔噴層更多更厚了。而多加熔噴體為何會增加過濾效率呢？
SMS無紡布結構示意圖
- 過濾機理
噴熔層是如何實現對細菌，病毒等的過濾呢？有人會說，噴熔的聚丙烯纖維尺寸這麼大，新型冠狀病毒那麼小，如何能夠過濾病毒和細菌呢？
這又要科普到高中生物學的知識了，這是因為病毒尺度很小，一般為100納米（0.1微米）左右，自己不能完成新陳代謝，也不能繁殖，需要寄生在其他細胞內才能完成。因此，病毒不能獨立存在，必須要和人體的飛沫、唾液等結合，從而進行傳播。
而飛沫的尺寸為5微米左右，其經過熔噴布時，被吸附在纖維表面而無法通過，病毒也就無法通過，因此就達到了過濾的目的。主要的過濾機理，從微觀上來講，分為慣性撞擊、攔截、擴散和靜電吸附。
這個機理跟防彈衣是類似的，子彈打到防彈衣，首先接觸防彈服表面類似減震一樣的結構，消耗掉它的慣性，然後再進行攔截，再向內層的其他材料擴散，最後被固定在防彈衣，也就跟這裡的靜電吸附是類似的。
噴熔的聚丙烯纖維掃描電鏡照片
口罩過濾機理
- 幾個需要科普的誤區：
（只針對N95和醫用外科口罩，醫用普通口罩不在討論之列）
1. 口罩髒了，可以搓洗或者高溫消毒嗎？
答：不可以。因為口罩的核心層，熔噴層是將聚丙烯纖維高溫熔化拉成絲而製成的，纖維直徑很小，取向度高，有靜電吸附作用。而高溫或者搓洗會破壞這種結構。
2. 一次性口罩可以重複使用嗎？
答：原則上不可以。因為一次性口罩是考慮到它每次會吸附病毒的，但目前的情況下，物資短缺，醫護人員都不能保證四小時換一次，就更別說普通大眾了。所以說，如果你不在定點醫院工作，只是上街買個菜，下樓倒垃圾，一次性口罩重複使用是可以的。
3. 如何判斷口罩可以重複使用？
答：判斷口罩可否重複使用，把握以下幾點：
a. 近期有無接觸新冠肺炎確診病患或者疑似病患；
b. 口罩有無破損，開線，貼合不緊的情況；
c. 口罩有無變色情況；
d. 戴著口罩有無呼吸不暢的情況；
如果以上四種情況，都沒有發現，口罩是可以重複使用的。
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