近日，中國工程院院士陳建峰帶領團隊，面向應急時期口罩重復使用的問題，開展“口罩荷電再生技術研究”并取得初步成效——僅靠普通家用電吹風機、電風扇、電子點火器就能讓失效的口罩“浴電重生”。

　　這到底靠不靠譜，有什么科學原理呢?我們一起來了解。

　　神奇的靜電吸附層

　　“整體看來，口罩過濾的原理主要是利用靜電吸附以及纖維排列后對超細顆粒和飛沫的阻隔，口罩中間的荷電層對于攜帶病毒細菌等微?；蝻w沫防護起到重要作用。”該研究技術負責人北京化工大學教授王丹介紹。

　　以醫(yī)用外科口罩(普通3層平面無紡布口罩)為例，結構包括外層無紡布，防止液體飛濺及大顆粒物;中層靜電熔噴無紡布，即荷電層，利用靜電吸附作用有效阻隔微小顆粒，特別是攜帶納米級病毒的微?；蝻w沫，實現(xiàn)對病毒等微粒的有效阻隔;內層無紡布，用于阻隔呼出的水汽。

　　為什么口罩用了一段時間就得廢棄?主要原因就在于口罩中層靜電過濾作用的失效。

　　原來，日常生活場景不同于醫(yī)院的手術室、病房，接觸到體液直接噴濺的情況比較少，除去由此直接帶來口罩的臟污之外，細菌病毒在靜電層的沉積、哈氣(水汽)對于荷電層靜電的消除都會損傷其過濾效果。

　　這就可以解釋為何口罩佩戴一段時間后就會失效。王丹打了一個形象的比喻：“在干燥的環(huán)境下，很多人穿的毛衣都會產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，靜電是很容易在這樣一些纖維材質的東西上面積累的。但是假如毛衣沾水，等同于口罩沾上了口中呼出的水汽，靜電就會消失。”

　　消耗完所有的靜電，也就等于透支了這只口罩的重要潛力。因此，應急之下若想重復使用口罩需要重點考慮兩點：一是如何殺死或者去除沉積到口罩上的細菌病毒;二是如何為中間靜電層補充靜電。

　　口罩可重復使用的關鍵技術問題就是如何在不破壞口罩材料及微觀結構的情況下，重新將外界電荷轉移至中層無紡布。

　　家用電器給口罩“充電”

　　日常生活中靜電無處不在，想要在家用條件下就能應急重復使用口罩，研究人員提出了采用便攜式靜電發(fā)生器對普通一次性醫(yī)用平面無紡布口罩進行二次荷電處理，使其再生靜電效應以達到可重復使用的技術方案。

　　“通俗來說，吹風機吹頭發(fā)，頭發(fā)會很蓬松就是一種靜電現(xiàn)象。那么吹風機鼓動空氣熱運動，理論上也可以累積靜電到口罩中間層為口罩‘充電’。”王丹解釋。

　　首先，研究人員將使用后的一次性醫(yī)用無紡布口罩置于熱水中做消毒殺菌清潔處理，隨后采用電吹風機、電風扇、電子點火器等對失效的口罩進行吹干荷電處理，證實口罩可重新荷電而再生靜電效應。

　　基于此，研究人員提出應急時期一次性醫(yī)用無紡布口罩荷電再生辦法，具體步驟如下：

　　1.將用過的一次性醫(yī)用無紡布口罩置于大于56℃熱水中浸泡30分鐘【參考《新型冠狀病毒肺炎防控方案(第四版)》56℃ 30分鐘可有效滅活病毒】，通常沸水與室溫水(按20 ℃算)1:1混合后約為60 ℃，為提高滅毒殺菌效果，可適當提高沸水比例。

　　2.將口罩從水中取出，甩掉表面液滴，平放在干燥的絕緣材質表面(如桌布、床單等)，用電吹風機吹烘約10分鐘吹干并荷電，或用普通電風扇吹口罩約15分鐘，或用普通家用電子點火器對口罩進行全面覆蓋的“電擊”，通過口罩內部纖維的摩擦或外部放電等，使口罩材料重新荷電。

　　3.在絕緣桌面上灑一些碎紙屑，將荷電后的口罩平放并使外層接近碎紙屑，距離約1毫米但并未接觸時，可觀察到口罩對碎紙屑的靜電吸附現(xiàn)象，認為口罩荷電成功，可以再使用;如靜電吸附現(xiàn)象不明顯，則延長電吹風吹烘口罩的時間，再次通過“紙屑吸附”檢驗荷電情況，至荷電成功，可以再使用。

　　為進一步驗證采用家用器件使口罩重新荷電的可行性，研究人員展示了用普通家用打火機拆下的點火器作為靜電發(fā)生器，在口罩特定部位進行“電擊”(范圍1cm × 1cm，約10秒)。結果同樣發(fā)現(xiàn)，“充電”后的口罩，可以吸附小紙屑，荷電效果顯著。

　　適用于較低風險暴露人員

　　不過，這種人工“充電”的口罩是否可以達到和出廠口罩同樣的防護效果?浙江藍禾醫(yī)療用品有限公司總經(jīng)理曹軍解釋，用于口罩的熔噴布在生產(chǎn)過程中，多采用靜電駐極技術，其荷電量較大。“從物理本質上，兩次‘荷電’是同一回事，但電荷密度或有所不同。”

　　德國鼎衛(wèi)科技有限公司研究人員丁浩旻博士介紹，目前試驗測試表明該技術方案對水洗后的口罩進行二次荷電處理，可恢復其大部分的原有帶電量，保持良好的靜電攔截微粒能力。

　　“這是為解決非常時期口罩再生重復使用問題，提供的一種簡便易行的方法思路，目前僅針對普通一次性醫(yī)用平面防護口罩的重復使用。”王丹說。

　　研究人員特別強調，再生口罩作為非常時期應急之用，適用于較低風險暴露人員重復使用。不推薦用于密切接觸患者的人群、醫(yī)護人員及實驗室工作人員。

　　(作者為《中國科學報》程唯珈)