过去两年，美国疾病控制与预防中心（CDC）关于口罩和呼吸器的指南频繁变化。
一位机械工程师在此揭示优质口罩的特点。
他还解释了为什么织物口罩对预防 COVID-19 的效果最差。
过去两年，美国疾病控制与预防中心多次修改口罩和呼吸器相关指南，并于2022年1月14日发布了最近一次更新。更新指出，与外科口罩或 N95 类口罩相比，布面口罩对冠状病毒的防护效果最差。Christian L'Orange 是一名机械工程师，自疫情暴发以来一直在为科罗拉多州测试口罩的性能。他解释了 CDC 的新指南，以及优质口罩背后的科学原理。
1. CDC 指南有哪些变化？
CDC 目前建议大家“佩戴自己能获得的防护效果最好的口罩，确保口罩贴合良好，并坚持佩戴”。那么，哪种口罩能为你提供最佳防护——过滤你吸入的空气——又能保护你周围的人——过滤你呼出的空气？
CDC 更新后的指南清楚列出了防护等级：“织得稀疏的布料制品防护效果最差，多层细密编织的制品防护效果更好，贴合良好的一次性外科口罩和 KN95 口罩防护效果更佳，而贴合良好的 NIOSH 认证呼吸器（包括 N95 口罩）防护级别最高。”
从性能角度来看，N95 和 KN95 口罩是最佳选择。虽然供应链限制曾导致 CDC 在疫情初期建议人们不要佩戴 N95 口罩，但如今这类口罩很容易买到。如果你希望获得最高防护，应优先选择 N95 口罩。
新指南最大的变化与布口罩有关。CDC 先前的指导意见曾表示，某些布口罩可以提供可接受的防护水平。新指南仍承认布口罩能提供少量防护，但将其列在所有口罩类型的最末位。
2. N95、外科口罩和布口罩的材料有什么区别？
口罩的有效性——也就是口罩能为佩戴者提供多少防护——取决于两个主要因素。首先是材料捕获颗粒物的能力。第二个因素是吸入或呼出的空气从口罩周围泄漏的比例，本质上也就是口罩贴合得如何。
大多数口罩材料可以想象成由细小纤维交织而成的网。颗粒物穿过口罩时，一旦与其中一根纤维直接接触，就会被拦截。N95、KN95 和外科口罩专为有效过滤空气中的颗粒物而设计。它们的纤维通常由熔喷塑料制成，常见材料是聚丙烯，纤维细丝非常细，直径往往不到0.004 英寸（10 微米），约为一根头发宽度的三分之一。这些细小纤维在口罩内形成了很大的表面积，用于过滤和收集颗粒物。尽管 N95、KN95 和外科口罩所用材料的具体结构和厚度可能不同，但它们使用的过滤介质通常相当相似。
这些纤维排列得非常紧密，颗粒物必须穿过的空隙很小。因此，颗粒物穿过口罩时，很可能会碰到并附着在纤维上。这些聚丙烯材料通常还带有静电，有助于吸引并捕获颗粒物。
布口罩通常由棉或聚酯等常见机织材料制成。其纤维往往较粗，排列也不够紧密，因此颗粒物可以轻易穿过材料。增加层数会有所帮助，但层层叠加的效果会逐渐减弱；即使增加多层，布口罩的性能通常仍不及外科口罩或 N95 口罩。
3. 口罩的贴合度有多重要？
贴合度是决定口罩有效性的另一个主要因素。即使口罩所用材料完美无缺，能够滤除所有穿过口罩的空气中的颗粒物，只有在口罩不漏气时，它才能提供防护。
吸气和呼气时，空气总会沿阻力最小的路径流动。如果口罩与人的脸部之间存在任何缝隙，每次呼吸都会有相当一部分空气从缝隙中逸出，口罩也就只能提供相对有限的防护。
许多布口罩的设计根本无法很好地密封。它们不够坚挺，无法压紧面部；口罩与面部之间有些地方甚至完全接触不到，而且也无法将口罩紧紧勒在皮肤上，形成良好的密封。
不过，所有口罩都可能漏气。外科口罩所用材料虽然相当有效，但口罩两侧常会堆叠、起褶。这些缝隙让空气和颗粒物很容易泄漏。将外科口罩打结并塞好，或在外科口罩外再戴一层布口罩，都可以显著减少泄漏。
N95 口罩也无法完全避免这个问题；如果鼻夹没有牢牢压在脸上，口罩就会漏气。N95 口罩的独特之处在于，其认证流程中有一项具体要求，就是确保口罩能够形成良好的密封。
4. 奥密克戎有什么不同？
口罩发挥作用的原理很可能与应对其他变异株时没有不同。区别在于，奥密克戎变异株更容易传播。它的传染性很强，因此，佩戴高质量口罩并正确佩戴，以降低感染或传播冠状病毒的可能性，变得更加重要。
遗憾的是，让口罩发挥良好作用的特性，恰恰也让口罩戴起来不舒服、不够时尚。如果你的布口罩舒适、轻便，轻得让你感觉像没戴一样，那它很可能无法有效保护你和他人免受冠状病毒侵害。贴合良好的高品质 N95 或 KN95 口罩防护效果最好。外科口罩过滤颗粒物的效果可能很不错，但要让它贴合得当并不容易，因此它能提供的整体防护效果也难以确定。如果有其他选择，布口罩应作为最后选择。
