日本科学家研发“桌面空气幕”系统 可有效阻止新冠气溶胶传播

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财联社上海5月18日讯(编辑 黄君芝)为了防止新冠病毒的传播,在医院病房、实验室和其他卫生保健环境中,作为口罩或保持社交距离以外的现实选项,小型化空气幕越来越受欢迎。

近期,日本的研究人员开发了一种桌面空气幕系统(DACS),可以阻止所有进入的气溶胶颗粒。研究成果发表在了《AIP进展》(AIP Advances)杂志上。

该研究论文合著者Kotaro Takamure说,“我们设想,这个系统将有效地作为一种间接屏障,用于血检实验室、医院病房和其他无法保持足够物理距离的情况,例如在接待柜台。”

空气幕有时也被称为空气门,是一种以风扇为动力的通风系统,在入口处形成一个空气密封。它们被用于医院,以防止救护车的烟雾和其他污染物进入急救室内部。

开发更小空气幕的一个挑战是:因为很难在长距离内保持空气墙,因此时间一长,就难以做到完全阻挡排放的气溶胶颗粒。结果是,这些设备逐渐失去了空气排放强度,形成湍流,使受感染的气溶胶颗粒赶到周围环境中。

据悉,DACS包含一个排放和吸入端口来帮助解决这个问题。DACS顶部的发电机产生气流,气流被引导到设备底部的吸入口。这就阻碍了气流的扩散,导致所有的气溶胶颗粒都聚集在吸入口。然后,可以在吸气口内安装一个高效微粒空气(HEPA)过滤器以进行空气净化。

研究人员正在开发一种配套的病毒灭活系统,该系统用紫外线连接到吸口。用紫外线灯消毒后的空气再循环,以保持气幕的气流和房间内的气压。

研究人员通过使用连接到一个人体模型上的空气压缩机来模拟呼吸来测试他们的设备。癸二酸二辛酯是一种广泛使用的溶剂,非常容易扩散,它被添加到气流中以产生气溶胶颗粒。粒子图像测速仪和高速摄像机被用来确定DACS的阻挡效果。

实验结果显示,接近DACS的气溶胶颗粒突然向吸气口弯曲,意味着着空气幕流完全阻挡了所有进入的气溶胶颗粒。当研究人员将人体模型的手臂穿过DACS以模仿采血的场景时,他们会发现手臂上方的气流被破坏了。然而,气溶胶阻断性能仍然不受影响。