目前新冠肺炎的情況還不是非常明朗，距離大家上班的日子越來(lái)越近。一旦復(fù)工，大量人口開(kāi)始流動(dòng)聚集，即使庫(kù)存了一些口罩也會(huì)很快捉襟見(jiàn)肘，更別說(shuō)有很多人目前還買(mǎi)不到口罩。那很多人都說(shuō)，口罩是不是可以消毒處理之后，再重復(fù)利用呢？另外自從我們上篇關(guān)于口罩的推文發(fā)出之后，很多人在后臺(tái)留言說(shuō)，現(xiàn)在口罩很難買(mǎi)，能否再次重復(fù)利用？也有人提出質(zhì)疑說(shuō)，用酒精消毒之后是不可以再重復(fù)利用的。針對(duì)大家的疑問(wèn)，我們進(jìn)行了調(diào)研和相關(guān)的試驗(yàn)研究。

隨機(jī)截取了目前網(wǎng)上的一些主流觀點(diǎn)：

行業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家指出：酒精消毒之后，不建議使用，因?yàn)榫凭緯?huì)使得病毒從飛沫中分離，且有可能被吸入。

更多的人認(rèn)為，酒精消毒會(huì)破壞口罩微觀結(jié)構(gòu)，從而使得過(guò)濾效率降低。

也有一些專(zhuān)家認(rèn)為，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，75%乙醇消毒處理之后，對(duì)口罩的過(guò)濾層影響非常弱。

鑒于以上不同的觀點(diǎn)，我們盡力通過(guò)各種文獻(xiàn)資料查閱和實(shí)驗(yàn)研究，給出盡量全面的解釋。目前網(wǎng)上大家討論比較熱門(mén)的口罩消毒處理方式有：酒精消毒，高溫消毒（沸水煮，水蒸氣消毒，烤箱消毒，微波爐消毒），熱風(fēng)（吹風(fēng)機(jī)）消毒，含氯消毒劑消毒，紫外線消毒等，我們就其中日常實(shí)施更方便的酒精消毒和高溫消毒進(jìn)行重點(diǎn)研究。

酒精消毒對(duì)口罩影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河懻摼凭竞罂谡值奈⒂^結(jié)構(gòu)、吸附效果是否改變以及口罩是否可以繼續(xù)使用。實(shí)驗(yàn)手段：通過(guò)掃描電鏡觀察口罩微觀結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)方法如下：

01

將佩戴大約3個(gè)小時(shí)左右的KN90口罩不做任何處理，分別取其最外層（隔離層）內(nèi)外表面、中間層（過(guò)濾層）內(nèi)外表面、最內(nèi)層（舒適層）內(nèi)外表面共6組樣本作為參照組。

02

將該口罩剪下一塊放入75%的酒精中浸泡15分鐘，自然晾干，分別取其最外層（隔離層）內(nèi)外表面、中間層（過(guò)濾層）內(nèi)外表面、最內(nèi)層（舒適層）內(nèi)外表面共6組樣本作為實(shí)驗(yàn)組。

實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如下：

圖1 酒精浸泡前后口罩隔離層外表面掃描電鏡圖片（基于日立SU8020冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡）

圖2 酒精浸泡前后口罩隔離層內(nèi)表面掃描電鏡圖片

圖3 酒精浸泡前后口罩過(guò)濾層外表面掃描電鏡圖片

圖4 酒精浸泡前后口罩過(guò)濾層內(nèi)表面掃描電鏡圖片

圖5 酒精浸泡前后口罩舒適層外表面掃描電鏡圖片

圖6 酒精浸泡前后口罩舒適層內(nèi)表面掃描電鏡圖片

第一部分得出的結(jié)論

01

熔噴無(wú)紡布層能起到很強(qiáng)的過(guò)濾作用

首先從原始參照組的掃描電鏡圖片中看，口罩不同層中出現(xiàn)異物顆粒的概率順序（對(duì)比所有掃描電鏡圖片的左側(cè)圖片）：口罩最外層的外表面（接觸大氣的那個(gè)面）》口罩最內(nèi)層的內(nèi)表面（接觸口鼻的那個(gè)面）》中間層外表面，其它三個(gè)表面均未找到明顯的異物顆粒，對(duì)比不出來(lái)區(qū)別。異物顆粒出現(xiàn)概率最高的是口罩最外層的外表面，這應(yīng)該是我們吸氣時(shí)吸入的大氣中的顆粒，口罩最內(nèi)層的內(nèi)表面上的異物顆粒應(yīng)該來(lái)自于我們呼氣時(shí)帶出的顆粒或口腔內(nèi)的異物，中間層外表面上的顆粒明顯比口罩最外層的外表面上的異物顆粒少很多，說(shuō)明大部分大顆粒被最外層的無(wú)紡布阻擋，只有一少部分穿透過(guò)來(lái)，中間層內(nèi)表面和最內(nèi)層外表面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異物顆粒說(shuō)明基本沒(méi)有異物粒子通過(guò)中間熔噴無(wú)紡布層，從而證明了中間熔噴無(wú)紡布層的確能起到很強(qiáng)的過(guò)濾作用。

02

酒精浸泡沒(méi)有破壞口罩結(jié)構(gòu)完整性

其次從浸泡前后口罩6組掃描電鏡圖片來(lái)看，75%酒精浸泡15分鐘后，口罩最外層、中間層、最內(nèi)層三層材質(zhì)的形貌結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何明顯差異，沒(méi)有出現(xiàn)纖維斷裂、卷曲、拉伸變形、膜孔隙變大等情況，說(shuō)明75%酒精浸泡沒(méi)有破壞口罩各層的結(jié)構(gòu)完整性。

03

酒精浸泡沒(méi)有明顯破壞纖維的吸附能力

另外從75%酒精浸泡后6組掃描電鏡圖片來(lái)看，在酒精浸泡后口罩最外層的外表面、最外層的內(nèi)表面、中間層內(nèi)外表面、最內(nèi)層內(nèi)表面仍吸附有比較多的顆粒（特別是小顆粒），說(shuō)明口罩經(jīng)過(guò)75%酒精浸泡處理后仍具有較強(qiáng)的吸附能力。

04

酒精的溶劑作用，攜帶病毒的飛沫顆粒變的更小、更容易擴(kuò)散

最后通過(guò)酒精浸泡前后口罩的高倍掃描電鏡對(duì)比圖來(lái)看，口罩在用75%酒精浸泡后，在很多層的內(nèi)外表面上出現(xiàn)了1um左右的小顆粒（圖片中紅色方框標(biāo)記的位置），這種小顆粒在參照組里面基本沒(méi)有，這種小顆粒在最外層內(nèi)表面出現(xiàn)的概率最高，其次是最外層外表面和中間層內(nèi)表面，說(shuō)明原始的一部分幾微米、幾十微米的大顆粒（圖片中紅色圓圈內(nèi)標(biāo)記的位置）在乙醇的作用下發(fā)生了分解，由以前的大顆粒團(tuán)聚體變成了一個(gè)一個(gè)的小顆粒，并且這些小顆粒隨著液體乙醇的流動(dòng)在口罩不同層之間擴(kuò)散。在口罩自然晾干以后由于這些顆粒變得更小，我們?cè)谑褂脮r(shí)這些顆粒更容易通過(guò)口罩的防護(hù)而進(jìn)入我們的呼吸道，如果我們的口罩想在75%的酒精消毒之后重復(fù)使用，必須保證用酒精處理足夠長(zhǎng)的時(shí)間確保所有的病毒都被殺死，否則攜帶病毒的小顆粒更容易突破口罩防護(hù)進(jìn)入我們的身體。

備注說(shuō)明：為了確保病毒完全滅活我們實(shí)驗(yàn)用的方法是酒精浸泡，我們大家常用的方法可能是酒精噴霧，酒精噴霧很難滲透到口罩內(nèi)部，只能在一定程度上殺死口罩前后兩個(gè)表面上的病毒。然而我們也注意到最后一個(gè)結(jié)論，乙醇消毒之后會(huì)導(dǎo)致攜帶病毒的粒子變小，且隨著乙醇進(jìn)行流動(dòng)擴(kuò)散，這個(gè)結(jié)論和急救中心專(zhuān)家的建議是一致的。因此雖然75%酒精消毒之后不會(huì)改變口罩的微觀結(jié)構(gòu)，不會(huì)明顯改變口罩的吸附能力，但是由于酒精的溶劑作用，飛沫顆粒更易擴(kuò)散病毒。我們不建議口罩在75%酒精消毒之后再重復(fù)使用口罩。同時(shí)為上一篇文章中的不嚴(yán)謹(jǐn)之處進(jìn)行抱歉。

 高溫消毒對(duì)口罩影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河懻摳邷叵竞罂谡值奈⒂^結(jié)構(gòu)是否改變、口罩是否可以繼續(xù)使用。

實(shí)驗(yàn)手段：通過(guò)手機(jī)照片觀察口罩的宏觀變化、通過(guò)掃描電鏡觀察口罩微觀變化。

實(shí)驗(yàn)方法如下：

01

將佩戴大約3個(gè)小時(shí)左右的KN90的口罩不做任何處理，分別取其最外層（隔離層）內(nèi)外表面、中間層（過(guò)濾層）內(nèi)外表面、最內(nèi)層（舒適層）內(nèi)外表面共6組樣本作為參照組。

02

將該口罩剪下一塊放入60℃的恒溫烘箱干燥30分鐘后，分別取其最外層（隔離層）內(nèi)外表面、中間層（過(guò)濾層）內(nèi)外表面、最內(nèi)層（舒適層）內(nèi)外表面共6組樣本作為實(shí)驗(yàn)組1。

03

將該口罩剪下一塊放入100℃的恒溫烘箱干燥30分鐘后，分別取其最外層（隔離層）內(nèi)外表面、中間層（過(guò)濾層）內(nèi)外表面、最內(nèi)層（舒適層）內(nèi)外表面共6組樣本作為實(shí)驗(yàn)組2。

實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如下：

圖7 口罩熱處理后的宏觀光學(xué)圖片

1、口罩在100℃下會(huì)發(fā)生性質(zhì)的改變

從口罩在不同熱處理?xiàng)l件下的光學(xué)圖片可以看出，KN90口罩在烘箱中恒溫60℃加熱30分鐘后口罩的外觀沒(méi)有任何明顯的變化，字跡輪廓很清晰，和參照組完全一樣；口罩在烘箱中恒溫100℃加熱30分鐘后口罩的宏觀外表面發(fā)生了明顯的改變，口罩外表面上的字體變的模糊不清，字跡在100℃熱處理后開(kāi)始在口罩的外表面層擴(kuò)散、滲透，說(shuō)明口罩在100℃熱處理下會(huì)發(fā)生宏觀性質(zhì)的改變。

圖8 口罩60℃高溫處理后最外層，最內(nèi)層，中間層外表面的掃描電鏡圖片

2、60℃不會(huì)引起口罩微觀結(jié)構(gòu)的改變

從口罩在60℃加熱半個(gè)小時(shí)后的掃描圖片可以看出，口罩在烘箱中恒溫60℃加熱30分鐘后口罩的微觀形貌基本沒(méi)有變化，纖維表面光滑，沒(méi)有出現(xiàn)纖維的斷裂、粘連等情況，說(shuō)明60℃的溫度不會(huì)引起口罩微觀結(jié)構(gòu)的改變。

圖9 口罩100℃高溫處理后最外層和最內(nèi)層外表面的掃描電鏡圖片

圖10 口罩100℃高溫處理后中間層內(nèi)外表面的掃描電鏡圖片

3、100℃會(huì)引起口罩微觀和宏觀結(jié)構(gòu)的改變

從口罩在100℃加熱處理后的掃描圖片可以看出，口罩在烘箱中恒溫100℃加熱30分鐘后口罩的中間層內(nèi)外表面處均能比較高概率的發(fā)現(xiàn)纖維粘結(jié)、粘連、斷裂現(xiàn)象（見(jiàn)下面圖片中紅色方框中的位置），而在最外層和最內(nèi)層處沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的纖維之間的粘連、斷裂情況，可能是由于最外層和最內(nèi)層處的纖維比較粗，雖然發(fā)生了一定程度的形變或變化，但是在微觀層次上看不到明顯的區(qū)別，而在宏觀層次上能表現(xiàn)出明顯的變化，說(shuō)明100℃的溫度處理會(huì)引起口罩微觀和宏觀結(jié)構(gòu)的改變。

結(jié)合以上結(jié)論，我們得出：口罩可以在一定的溫度（比如60度）下處理一定時(shí)間（比如30min）后使用，但是100度沸水煮應(yīng)該是不行的。 section data-width= 100% >以上所有結(jié)論均基于部分材料，部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得出結(jié)果，不同材料或者由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)未涉及到部分或許有偏差。

參考資料：

1 流感：真相、傳播、疫苗、感冒藥、口罩、空氣和我們（已為“武漢肺炎”更新） - 知乎

2 陳鋼進(jìn) 熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料對(duì)醫(yī)用消毒劑的耐受性研究

3 《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第四版）》

4 Recommended Guidance for Extended Use and Limited Reuse of N95 Filtering Facepiece Respirators in Healthcare Settings.美國(guó)CDC.

5 Xiao, H., Song, Y., and Chen, G. (2014). Correlation Between Charge Decay and Solvent Effect for Melt-Blown Polypropylene Electret Filter Fabrics. J. Electrost., 72:311–314.

【中科百測(cè)供稿】