莱斯大学研制出有效的配方 可在家中对一次性口罩进行净化处理

莱斯大学的工程师们通过广泛的实验和建模，确定适当的加热将消除标准一次性外科口罩中导致COVID-19的病毒，而不会使口罩本身降解。莱斯大学乔治-R-布朗工程学院的机械工程师Daniel Preston、莱斯大学研究生Faye Yap和德克萨斯大学加尔维斯顿医学分部(加尔维斯顿) 的合作者的工作表明，口罩可以在降解之前被净化并重复使用多次。

最重要的是，加热到70摄氏度（约160华氏度）可以杀死99.9%以上的SARS-CoV-2和他们测试的其他病毒，符合美国食品和药物管理局的去污准则。这表明有希望调整该方案，以处理未来个人防护设备（PPE）很重要的突发事件。该研究已发表在《危险材料杂志》上。

这篇论文是由COVID-19大流行引发的系列论文中的第三篇，由美国国家科学基金会快速反应研究拨款支持。2020年8月发表的第一篇论文建议采用加热法去污是可行的。今年5月发表的第二篇论文比较了美国几个地方的环境温度范围对病毒的影响。

目前的研究引入了一个建模框架，研究人员可以用它来确定一个人需要多少热量，以及需要多长时间来杀死一种特定的病毒。Preston指出，该框架不仅适用于像SARS-CoV-2这样的空气传播的病毒，而且也适用于生活在表面并主要通过触摸传播的病毒。

在描述他们的策略时，研究作者Yap和Preston详细介绍了已经尝试过但只在一定程度上起作用的净化方法：暴露在紫外线下，因为它不能进入口罩常见的褶皱或缝隙；蒸汽，因为它可能损害口罩的结构；或化学消毒剂，可能留下有害的残留物，也可能使材料降解。

“一般来说，已经证明紫外线是相当有效的，特别是对于平坦或光滑的表面，”机械工程系副教授Preston说。“有很多很好的工作，但不是每个人都能接触到紫外线，而且热能克服了织物的缝隙或褶皱带来的问题。”

当Preston意识到在创建PPE去污的建模框架方面做得很少时，他决定他的实验室适合做这项工作，还有加尔维斯顿的合作者，他们进行了大部分的加热实验。

他回忆说：“我们真的没有在文献中找到任何明确描述温度对病毒去污的影响的资料。至少没有任何可以应用于大流行病的东西。这使我们在申请资助之前就开始了这项工作。”

他说：“最终，我们所假设的并且现在已经发现的事实是，病毒的热失活可以很容易地由两个基本关系的组合来解释。其中一个是阿伦尼乌斯公式，它将反应参数与温度联系起来。另一个是速率规律，它使用这些反应参数来告诉你一个反应发生的速度。在这种情况下，该反应是病毒本身的灭活。”

Yap说，确保口罩加热是很重要的。因为口罩很薄，这不像净化较大的物体那样是个问题，这是 Preston实验室未来研究的课题。加热到70摄氏度对布质口罩应该同样有效，只要所有层都达到所需的温度并持续5分钟。

她指出，如果温度太高，构成大多数口罩的聚合物纤维会融化，正如他们在样品的显微镜图像中看到的那样。Yap说：“在大约125摄氏度时，掩模中的（中间）过滤层开始变形，而在160摄氏度时，它就融化了。当你开始接近材料的熔点时，有一条细线。”

但是在净化协议确实有效的地方，它的效果非常好。“如果你能让整个质量加热到适当的温度，即70摄氏度，那么你仍然会在5分钟内灭活病毒，”Yap说。她说，即使将口罩加热到适当的温度长达30分钟，也没有使其明显降解。

Preston说，个人防护设备的短缺在世界许多地方仍然是一个问题。一种简单而有效的净化口罩的方法可以帮助许多人。然而，重新使用口罩的能力并不是在大流行病期间保持安全的全部和最终目的。

他说：“我不想声称，对稳定在表面的病毒进行热灭活将是防止COVID-19传播的主要因素。病毒仍将通过气溶胶飞沫传播，从一个人传播到另一个人。口罩可以防止这种情况，而净化是限制传播的次要预防措施。”

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