口罩中纤维检测方案(扫描电镜)

PHENOMSCIENTIFIC飞 纳 电 镜 扫描电镜图解哪种口罩能保护好您和家人倡议群众合理使用口罩资源 通过扫描电镜结果告诉我们，N95 口罩与医用外科口罩均具有核心过滤层--熔喷无纺布，均可以起到良好的防护作用。 99%的读者，如非武汉区域，对于日常防护，医用外科口罩完全够用，一次性医用口罩或医用护理口罩可作为备选。1%来自武汉疫区或需要贴身接触病人的读者，建议使用 N95级口罩。 1.哪种口罩能防病毒? 现在市面上能买到的口罩有： 医用 N95 级口罩(医用防护口罩) 常规 N95 级口罩(国示KN95口罩) 医用外科口罩 ● KN90 级口罩 医用口罩或医用护理口罩 ·一次性口罩 ·活性炭口罩 ● 明星防狗仔口罩 ● 纯棉布或纱布口罩 在这些口罩里，专家建议：尽量选择医用外科口罩，N95 级口罩(等同国标 KN95，常规，医用均可)，可以起到良好的防病毒的作用。而我们在测试过程中发现，某些 KN90 级口罩也具有有效的核心过滤层，应当也可以起到类似医用外科口罩的过滤效果。 N95 是美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)最早提出的标准，“N"是指“不适合油性颗粒物"，"95”是指在 NIOSH 标准规定的检测条件下，对0.3微米颗粒的阻隔率须达到95%以上。因此，N95 不是特定的产品名称，而是一种标准，只要通过 NIOSH 审查并达到这个标准的口罩都可以称为"N95"，与 N95 口罩等效的国内标准口罩为KN95。 请注意：医用外科口罩不同于一般的医用口罩，在名称中，有“外科”两个字。两者从外表看，没有有大区别，但是，防护标准并不相同。医用外科口罩执行是 YY 0469-2011《医用外科口罩技术要求》，比普通医用口罩的防护效果会更好一些。 2.为什么医用外科口罩和 N95 级口罩可以防病毒?借助飞纳台式扫描电镜放大千倍一探究竟 医用外科口罩，一般分成三层：(内层)吸湿层、(中层)核心过滤层、和(外层)阻水层。 N95 级别口罩，结构上做了优化：(中层)核心过滤过滤层层数更多了，厚度更厚了；更有厂商(3M，霍尼韦尔等)会通过静电处理增强纤维过滤能力，防护性能要更好一些。 医用外科口罩结构示意图(图片来源于网络，如侵权请通知删除) 两种方式对不同粒子进行过滤 N95 级别口罩结构示意图(图片来源于霍尼韦尔，如侵权请通知删除) 为什么这两种口罩可以有效防病毒?关键在于他们中层核心过滤层均由一种特殊的材料构成，这层材料称为熔喷无纺布，或简称为熔喷布。熔喷布是一种以聚丙烯为材料，由许多纵横交错的纤维以随机方向层叠而成的膜，纤维直径范围0.5~10微米。 下图为飞纳台式扫描电镜拍摄的熔喷布结构照片。 有同学看到图片会担忧了，熔喷布空隙这么大，是怎么过滤环境中的病毒的呢?虽然新型冠状病毒尺寸很小，在100纳米(0.1微米)左右，但是病毒无法独立存在，其传播途径主要有分泌物和打喷嚏时的飞沫，飞沫的大小在5微米左右，这是其一，第二，熔喷布本本上是一种纤维过滤器，通过多种过滤机制实现对飞沫等颗粒的过滤，我们看到纤维空隙可以起到'筛( Sieving )'的作用，但'筛'只是最基本的相互作用之一。根据飞沫颗粒的大小和气流速度，纤维通过多种机制捕捉含病毒飞沫： ● 惯性碰撞(Inertial Impaction )-发生在大颗粒身上，存在较大的惯性的颗粒遇到过滤纤维时。 示意图所示：大颗粒由于其惯性而无法改变流向，因此会撞击纤维并附着在纤维上。 ● 拦截 (Interception )-发生在当颗粒沿着气流运动，碰巧与纤维表面接触时。示意图所示：容易跟随气流的移动的中等尺寸颗粒与过滤纤维接触，被纤维拦截。 ● 扩散 ( Diffusion ) -发生在当粒子尺度极小时，不按照气体方向流动，而是受随机粒子运动(小粒子的布朗运动)控制时示意图所示：小颗粒(例如气溶胶)做布朗运动，运动方向脱离气流方向，随机运动，碰到纤维时被吸附。 ● 静电吸引 (Electrostatic Attraction )-发生在纤维上存在静电荷时。示意图所示：纤维上的静电荷对颗粒会产生静电粘附。 而要发生这些相互作用要求纤维的直径要尽量细，而熔喷布纤维直径在0.5-10微米之间，比表面积大，排列致密高，过滤性能好。在医用外科口罩与 N95 口罩中均使用了熔喷布作为核心过滤层，所以对含病毒的飞沫或气凝胶均具有良好的过滤效果。 PHENOMSCIENTIFIC飞 纳 电 镜 纤维过滤机理示意图(图片来源于网络，如有侵权请通知删除) 3.为什么倡议大家不要过度追求 N95? 国家卫健委高级别专家组组长钟南山院士在接受央视《新闻1+1》采访时提醒大家，实际上普通人日常生活中的防护，不一定非要戴 N95 口罩，一般的医用型防护口罩，是能阻 挡大部分带有病毒的飞沫进入呼吸道的，在公共场合也就够用了。N95 口罩是在近距离面对患者时所使用的，比如医护人员每天在为患者诊断治疗，得戴着这个，几个小时换一下。所以大家不必因为恐慌心理而囤积 N95 口罩。毕竟当前是困难时期。 而过度消耗 N95 口罩会过快消耗熔喷布资源，引起更严重的外科口罩紧缺。援引科技日报的报道，专家介绍，医用外科口罩熔喷布一般选用20克重，而 N95 口罩往往会用到40克重，甚至更高。 我们通过飞纳台式扫描电镜，对比了 N95 口罩和医用外科口罩的截面图，扫描电镜图片可以清晰看出，外科口罩的熔喷布厚度为156微米，而 N95 级口罩的熔喷布层厚度为521微米，是外科口罩的3倍。 医用外科口罩截面图 N95口罩截面图 援引中国日报的报道，河南新乡的口罩厂负责人表示，熔喷布目前一吨价格上涨了近万元。 在物资充足的情况下，选用 N95 口罩自然没有问题，但1个N95 口罩会消耗3-4个外科口罩的原料，在当前春节刚刚复工，原材料紧缺的背景下，我们呼吁读者遵守钟南山院士的倡议，减少 N95口罩的消耗，把 N95 口罩留给真正需要的医护人员和疫区的同胞们，把生产资源留给外科口罩。 最后总结给大家 抗击疫情人人有责。减少不必要的出门，用最合适的，而不是用最好的，节约防护物资，不过度消耗资源与产能，把最好的口罩留给前线的医护人员。 如果您对正在使用的口罩型号的效果或者质量有疑问，可以联系飞纳电镜，我们能对您未使用过的口罩提供相关测试，但不代表权威的鉴定以及出具任何权威鉴定证书。祝大家健康，平安!愿疫情早日结束。 参考资料： ( [1]N95 口罩供应告急，这四条生产线正24小时不间断生产口罩滤材，科技日报 ) ( [2] R. S. Barhate， S. Ramakrishna，Journal of Membrane Science 2007， 296， 1. ) ( [3]药店电商都缺货口罩去哪儿了?，中国日报 ) 国家卫健委高级别专家组组长钟南山院士在接受央视《新闻1+1》采访时提醒大家，实际上普通人日常生活中的防护，不一定非要戴 N95 口罩，一般的医用型防护口罩，是能阻挡大部分带有病毒的飞沫进入呼吸道的，在公共场合也就够用了。N95 口罩是在近距离面对患者时所使用的，比如医护人员每天在为患者诊断治疗，得戴着这个，几个小时换一下。所以大家不必因为恐慌心理而囤积 N95 口罩。毕竟当前是困难时期。而过度消耗 N95 口罩会过快消耗熔喷布资源，引起更严重的外科口罩紧缺。援引科技日报的报道，专家介绍，医用外科口罩熔喷布一般选用 20 克重，而 N95 口罩往往会用到 40 克重，甚至更高。我们通过飞纳台式扫描电镜，对比了 N95 口罩和医用外科口罩的截面图，扫描电镜图片可以清晰看出，外科口罩的熔喷布厚度为 156 微米，而 N95 级口罩的熔喷布层厚度为 521 微米，是外科口罩的 3 倍 。医用外科口罩截面图N95 口罩截面图援引中国日报的报道，河南新乡的口罩厂负责人表示，熔喷布目前一吨价格上涨了近万元。在物资充足的情况下，选用 N95 口罩自然没有问题，但 1 个 N95 口罩会消耗 3-4 个外科口罩的原料，在当前春节刚刚复工，原材料紧缺的背景下，我们呼吁读者遵守钟南山院士的倡议，减少 N95 口罩的消耗，把 N95 口罩留给真正需要的医护人员和疫区的同胞们，把生产资源留给外科口罩。