欧美国家是时候人人戴口罩了！N95之父华裔科学家Peter Tsai 教你如何正确戴口罩

来源：Science等

编辑：啸林、张佳

【新智元导读】Science网站在最近两天连续刊登报道讨论戴不戴口罩的灵魂之问。WHO和美国CDC此前均表示，只有具有COVID-19症状的人和护理他们的人才应戴口罩。但是，包括中国疾病预防控制中心主任高福在内的许多健康专家认为这是一个错误。关于口罩的一切，听听N95口罩技术的发明人、美国华裔科学家Peter Tsai怎么说。最近这两天，美国逐渐成为了疫情的新“震中”。据公众号tuzhuxi最新统计28日消息，美国确诊11.6万，最近这两天每天新增两万，增速超过本次疫情里的任何一个国家，并且明显仍处在指数增长阶段，全社会感染率是中国6.2倍、病死率是中国的2.6倍；纽约州确诊病例5.23万。欧盟确诊破30万人，死亡逼近2万，几个欧洲大国（意西德法）病例增速不见放缓，病死率6.5%，全社会感染率是中国的12倍，全社会病死率是中国的19倍。

为何疫情在东亚国家蔓延较慢（日本、新加坡等）、或是已被部分或彻底遏制（中国、韩国），而在欧美国家蔓延速度如此令人震惊？公众和专家越来越多地开始质疑两边社会行为的一个巨大不同：大多数普通人不戴口罩，是不是疫情在欧美社会造成蔓延的重要原因之一？

是否该戴口罩？欧美科学家群体展开争论

Science网站在最近两天连续刊登报道讨论戴不戴口罩的灵魂之问。WHO和美国CDC此前均表示，只有具有COVID-19症状的人和护理他们的人才应戴口罩。但是，包括中国疾病预防控制中心主任高福在内的许多健康专家认为这是一个错误。

伯明翰大学的公共卫生专家KK Cheng等人强调，无论使用口罩，人们都必须与社会保持距离并尽量呆在家里，以防止新型冠状病毒传播。“当人们说话、呼吸和唱歌时，不必打喷嚏或咳嗽，飞沫都会散发出来。”

密歇根大学安娜堡分校的流行病学家Arnold Monto表示，尽管有证据表明新冠病毒可以持续存在于气溶胶（悬浮在空气中的细小颗粒）中，但气溶胶传播的可能性很小。新冠病毒主要是由较大的液滴散布的，“而且我们知道标准外科口罩可以在一定程度上阻止这种类型的传播。”

中国香港大学的流行病学家本杰明·考林（Benjamin Cowling）说，口罩很可能可以帮助保护健康的佩戴者免受感染。“想象一下……口罩对医护人员而言确实很重要，但对普通民众根本没有用，这是没有道理的。”

中国CDC主任高福

在Science两天前的采访中，中国CDC主任高福表示，欧美最大的错误是人们没有戴口罩。该病毒通过飞沫和紧密接触传播。小液滴起着非常重要的作用-您必须戴上口罩，因为说话时总是有小滴从嘴里出来。许多人患有无症状或症状前感染，如果他们戴着口罩，就可以防止携带病毒的小液滴逸出并感染其他人。

除此之外，高福还提到，中国的经验还在于感染者必须隔离，派工作人员负责加强社交隔离的力度，尽可能多地测量人们的体温，以确保发高烧的人能远离。

口罩短缺刺激了许多国家的医护人员“自己动手”来生产布制口罩，美国CDC承认这可能是医护人员在缺乏其他保护措施的情况下的最后手段。但是，目前研究仍缺乏对布口罩与手术口罩的比较，也对自制口罩的理想材料尚无研究。

N95口罩发明者Peter Tsai谈要不要戴口罩

关于什么时候用、怎么用口罩以防止新冠病毒传播，存在着很多错误信息。

外科口罩和N95口罩内部技术的发明者Peter Tsai希望您知道这一点：外科口罩的佩戴对病人来说很重要-但其他所有人都应该三思。

Peter Tsai

Peter Tsai发明了一种内置于手术口罩和N95口罩里的过滤织物，并一生致力于完善这些口罩。他花了30多年的时间开发新的非织造超细纤维织物技术。他最近从田纳西州诺克斯维尔大学材料科学系退休。

Tsai解释说，外科口罩的设计是为了捕捉打喷嚏、咳嗽和流鼻涕时释放的大水滴。口罩最适合捕捉离开病人身体的水滴。这意味着它们的真正用途是把来自于你的细菌隔离在自己这儿。

Peter Tsai在解释他的无纺布过滤技术是如何工作的。

当外科医生在手术室中佩戴它们时，他们在试图防止细菌进入患者体内。在中国香港或东京等人口稠密的城市，轻度疾病患者常常出于礼貌而戴口罩。

Tsai强调，如果你很健康，戴口罩对预防疾病也没有多大作用。漂浮的喷嚏液滴仍会散落在松散的手术口罩侧面，除非您生活在人口稠密的地区（就像纽约或东京这样的人口稠密地区），那里有很多COVID-19轻症病例。

如果口罩的佩戴方式不正确，那么根本起不到任何作用。

外科口罩如何工作？被永久性充静电的微纤维层

Tsai解释说，外科口罩由三层组成：外层、一层非织造滤布和内层。两个面纱可保护滤布免于磨损。

坚硬的滤布由数以百万计的微纤维层叠而成。这些微纤维已被永久性静电充电。

电场使空气离子化，然后离子就被吸入微纤维层的深处。这种充电使材料可以比其他方式过滤掉多得多的颗粒。

Tsai说：“通过充电，一层这种材料就可以顶十层。如果不进行充电，则需要用十倍的材料，透气性也相应要低十倍。”

什么是N95口罩？阻止95%的颗粒物

N95口罩可以使用与外科口罩相似的过滤材料，但通常有更多层和更紧密的贴合度。N95口罩应该紧密的贴在脸上，挡住大部分颗粒物。

面部毛发和不当的贴合会使佩戴者暴露在通过空气传播的病毒中。一个正确制造并贴合的N95口罩将阻止95%的颗粒物。

Tsai做了进一步解释：并非每个口罩都是用来过滤致病病原体的。“N”代表口罩是用来捕捉非油性微粒的，但这并不意味着它可以对任何东西都起作用。

WHO视频：口罩能抵御新冠病毒吗？

并非每个人都要戴N95，浪费口罩会造成严重后果

实际上，N95口罩只适用于那些你知道会有空气传播疾病的地方，比如医院。普通人完全不需要N95口罩。

Henry Spratt

田纳西大学查塔努加分校的环境微生物学家Henry Spratt表示：“我对公众使用N95口罩的主要担忧是，他们的使用方式不正确……这就会是对口罩的浪费。”他继续说。

Spratt解释说，虽然N95口罩经常用于建筑工地的防尘，但它们在医疗机构中的使用方式却大相径庭。在建筑工地上，贴合度并不是那么重要，清洗和重复使用口罩也并非绝对不行。但在医疗环境中就不是这样了。

Spratt表示：“对于与COVID-19密切相关的MERS（中东呼吸综合征），科学家发现这种病毒在表面可以存活长达一周。”COVID-19被认为主要通过直接接触感染者、有症状的人和咳嗽或打喷嚏的飞沫传播。虽然目前还不清楚这种新型冠状病毒能在表面存活多久，但重复使用口罩仍然是有风险的。

“这种病毒包含在黏液中，很可能会附着在过滤器的材料上，”Spratt说：“但如果任其变干燥，病毒颗粒会变得比过滤孔小，仍有潜在传染性。”

CDC：外科口罩和N95口罩的区别

外科口罩和N95口罩有着非常针对性的用途，只有在特定情况下才会派上用场。如果你没有生病，或者正在照顾/探望一个脆弱的亲属，你可能不需要外科口罩。只有医护人员才应该使用医用级N95口罩。

如果你真的戴了口罩，那么它只是一种工具。它不能代替像正确洗手这样的日常卫生习惯。

Spratt告诫道：“学习正确的手部卫生，经常洗手。”

“哦还有，尽量不要抠鼻子。”他补充说。

Peter Tsai发明的无纺布技术保护了超过十亿人的健康

这位最近退休的材料科学研究人员是N95口罩核心技术的幕后设计师。美国职业安全与健康标准（OSHA）规定，在尘土飞扬的环境中工作时必须佩戴这些口罩，以去除至少95％的亚微米颗粒。N95口罩也被世界卫生组织（WHO）推荐用于防止SARS、禽流感、猪流感和其他空气传播疾病。Peter Tsai是田纳西大学的非织造布世界知名专家，拥有12项美国专利和20多项商业许可协议，且还在不断增加。仅在过去的六个月中，田纳西大学研究基金会（UTRF）就将他的最新技术的非排他性许可给了全球的四家公司。

在非织造布的世界中，Peter专注于两个广泛的领域：静电充电，将永久电荷嵌入纤维中以形成驻极体，从而通过静电吸引提高过滤效率；以及熔喷，这是一种使微纤维变成纤维的无纺工艺。通过以高风速分散聚合物树脂来制造织物。他的研究不仅提高了非织造布的效率和应用，而且彻底改变了静电荷和熔喷工艺本身。

1995年，他获得了五项美国专利，包括一项用于非织造布电晕静电充电技术的专利，这是N95口罩的关键组件。彼得的新方法用电场使中性空气电离，产生离子和电子，然后通过电场和感应使非织造纤维带电。通过他的创新，带电的非织造布可以比不带电的织物对空气中的颗粒的过滤效率提高十倍，而不会增加空气阻力。除口罩外，Peter的技术已被工业界广泛使用超过三十年，比如用于医用口罩和暖通空调系统过滤器等产品。

从左到右：Tsai和他的同事JamesMurphy，Shuan Stahl和Jack Wyrick在TANDEC大楼前，2007年。

Tsai在2006年获得了Wheeley奖。蔡秉燚表示，惠利奖是他近20多年努力奋斗的推动力，他所研发的N95口罩在2003年SARS肆虐时，帮助拯救了无数生命。

2009年5月19日，Tsai教授访问华南理工大学，作了学术报告，并受聘为客座教授。

就在去年，Tsai又开发了一种通过摩擦将静电荷施加到织物上的新方法：用极纯净的水浸透无纺布，然后用高压真空将其抽出。此过程称为水力摩擦带电，会产生摩擦并将电荷高效地传递到织物上，因此该过程无需重复。此方法所得的非织造织物的过滤效率比未处理的织物高20倍。

他孜孜不倦的研究已经为世界各地的人们带来了巨大影响：据估计，已有超过10亿人使用Tsai的技术来保护或改善他们的健康。

总结：普通民众完全不必戴N95，欧美地区应该把N95口罩留给医护人员。鉴于现在疫情在全球大肆蔓延，大家确实都应该至少出门戴普通口罩。

参考链接：

https://www.knoxnews.com/story/news/2020/03/11/coronavirus-masks-n-95-respirators-faq/4978243002/

https://utrf.tennessee.edu/ut-researchers-nonwoven-fabrics-protect-the-health-of-more-than-a-billion-people/

https://news.scut.edu.cn/2014/0504/c41a29850/page.htm

《所有人都必须戴口罩以帮助我们减缓大流行吗？》：

https://www.sciencemag.org/news/2020/03/would-everyone-wearing-face-masks-help-us-slow-pandemic

《中国顶尖科学家称，不戴口罩预防冠状病毒是一个“巨大错误”》：

https://www.sciencemag.org/news/2020/03/not-wearing-masks-protect-against-coronavirus-big-mistake-top-chinese-scientist-says