复工大潮在即，甚至很多单位已经开始复工了，这样一天大概有10个小时左右需要戴上口罩，原本就一罩难求的口罩更加捉襟见肘。在广州，购买口罩先要去预约，然后摇号随机抽取名单，十天才一次机会，能抽中的几率估计也就百分之几。而通常建议一个口罩佩戴四小时就需要更换了，按这样算，一天十多小时怎么也要消耗三个口罩，估计没几个人能应付得了，口罩的消毒与重复再生利用已是不可避免之事。
但是，怎么给口罩消毒，网上说法不一，我们这些经常给别人科普的小编看了也头晕，决定还是自己写一篇，查资料看文献，甚至动手实验，希望能去伪存真，在这非常时期能给大家一些帮助，但咱也不是专业人士，如果有什么错误遗漏，恳请指正。
首先还是要对口罩结构有个基本了解，通常它有三层（也有四层、五层的），外层用来防水防飞溅防较大的颗粒，中间层是主要的过滤层，里层为吸湿层，防止水汽呼出。
这几层的材料一般是由无纺布构成，无妨布不是由一根一根的纱线交织编结在一起的，而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起的，它可以依靠纤维过滤的方式来实现过滤功能，纤维越细，滤材的比表面积越大，吸附效果越好，同时它的网孔也越小，对颗粒的阻隔效果也就越好，但是太细的网孔会造成更大的呼吸阻力，舒服性下降。
无纺布的加工方法有很多种，如湿法、化学粘合法、针刺法、纺粘法和熔喷法等，其中以熔喷法的组成纤维最细，基本上采用聚丙烯为原料，它在加工过程中利用高速高温气流喷吹形成，纤维直径在0.5-4μm间，因此作为口罩最重要的部分过滤层（中间那一层），通常采用熔喷无纺布制作。不过，目前很多人手头上的口罩可能中间层和里层都是普通的无纺布，可以观察观察，如果这两层是同样材质，肯定是普通无纺布无疑，熔喷无纺布更柔软，有点像餐巾纸，现在也没有什么简易的鉴别方法，网上流传的火烧法其实也不靠谱，也辟谣了。有条件的话，我们还是尽可能选用熔喷无纺布的口罩。
按照网上的说法，熔喷无纺布的价格是普通无纺布的5倍左右，目前已疯狂涨价了，从之前的2万元/吨涨到了8万元/吨，成本更是要高出好多倍。理论上来说克重越大，过滤效率越高。医用外科口罩的熔喷布大约20-30克，N95和医用防护口罩约55-60克。
说完材料，再看看过滤，纤维有五大过滤机理：直接捕获、惯性沉积、重力沉积、扩散沉积效应和静电吸附，前四种与材料的纤维结构和粒子的运动方式有关，咱们也管不了，重点说下第五种，也就是非常重要的静电吸附，同时也是因为目前有些消毒方法会破坏这个静电吸附。
由于单纯减小纤维直径，会遇到技术上的瓶颈，成本和过滤阻力都会增加，解决办法就是通过静电吸附效应提高过滤性能，简单说就是在强外电场作用下让纤维极化并长时间保持极化状态，也称驻极化，经过驻极处理的聚丙烯熔喷无纺布可以带有较为持久的静电，当空气中带电粒子在经过时，会被强烈吸附在驻极纤维上，另外不带电的粒子也会在驻极体形成的电场中极化，也会被吸附在纤维上。
驻极体和非驻极体过滤材料过滤效率的对比
静电吸附是口罩中非常重要的过滤方式，不同的驻极方法也会造成单位面积上电荷量及埋藏深度的差异，最终也会影响到过滤性能。杭州电子科技大学驻极体及其应用实验室曾经做过试验，同等条件下，驻极体材料比非驻极体材料的过滤效率提高了90%-190%。
值得我们注意的是，纤维上的这些电荷是有饱和度的，而且随着使用时间的增加，电荷也会慢慢减少，最终过滤效果大降，通常这时候口罩也该要换了。
可以通过吸附小纸屑来验证口罩的静电吸附能力
你可以通过吸附小纸屑来验证口罩的静电吸附能力，我手头上的几款口罩的静电吸附能力是比较弱的。但是吸附小纸屑的能力并不能完全判断它的静电吸附能力，因为还有表面电荷和体电荷的差别。研究表明，用洗衣粉等清洗剂清洁口罩会大幅降低过滤性能，其原因可能与清洗剂中所含的表面活性剂有关，其所含的疏水基团也聚丙烯分子可以产生较强的相互作用，从而引起驻极体电荷的衰减。
不要用洗衣粉等清洗剂清洁口罩
所以，回顾到本文的问题，如何给口罩安全消毒并重复利用，需要注意两个问题：
一、不破坏口罩各层的结构，过滤效率尽可能下降的少
二、给过滤层重新“充电”
表面涂抹、喷洒75%酒精很难起到对医用口罩内部的消毒作用，另一方面，酒精也会破坏口罩外层防水结构，原因是酒精的表面张力和水有很大不同，用酒精处理过的口罩材料对水（血液、唾液）的吸收会增强，这会加速口罩过滤层失效。
网上也有很多喷了酒精后口罩漏水的测试。
大家都知道，“56℃ 30分钟”可有效灭活病毒，那是否可通过烤箱、水煮的方式实现口罩再利用呢？
根据已有资料，聚丙烯熔喷材料纤维非常细，要比头发丝细十几倍，平均只有两个微米左右，不耐高温，温度大于80℃时就会收缩变形，导致结构破坏，防护效果降低。
聚丙烯熔喷材料是一种热塑性高分子材料，耐老化性差对紫外线非常敏感。接受紫外线照射后，结构会发生破坏即氧化降解，使过滤性能大幅下降。
虽然有研究说聚丙烯分子与水分分相互作用弱，但更多的专家指出，水洗口罩会引起口罩过滤层驻极体电荷的严重衰减，大幅降低过滤效率，咱们本着宁可信其有的原则，不推荐大家水洗口罩了。
那口罩还能好好的消毒吗？如果确实要重复利用，还是有方法可以勉而为之：
一、自然消毒法，适用于条件有限的情况
将用过的口罩挂于通风干燥的地方，一般来说这病毒在物体表面的存活期不超过五天，所以安全起见，让它通风干燥五天以上可以再次利用。
二、中温烘干法
既然高温会破坏纤维结构，咱们可以中温来消毒，大于56度就可，这需要相应的设备来支持，有些消毒柜有单独的烘干功能，比如我们用的这款就可以60度下烘干30-60分钟，正好用来给口罩消毒：
光顾着消毒并不行，还得尽量保证口罩的过滤性能，最大问题是过滤层的电荷的减少引起过滤性能的下降，那还有可能给过滤层重新“充电”吗？
答案是可以的。中国工程院院士陈建峰带领团队在“口罩荷电再生技术研究”上取得成效，依靠普通家用电吹风机、电风扇、电子点火器就能让“失效”的口罩“浴电重生”。该项目负责人王丹教授解释说：“通俗来说，吹风机吹头发，头发会很蓬松就是一种静电现象。那么吹风机鼓动空气热运动，理论上也可以累积静电到口罩中间层为口罩‘充电’。”
基于此，研究人员提出应急时期一次性医用无纺布口罩荷电再生导则，具体步骤如下：
1、先将用过的口罩消毒，如果没有足够时间通风干燥，也没有中温烘干设备，那还是直接将口罩置于大于56 ℃热水中浸泡30分钟吧（反正是要再充电的）。
2、将口罩从水中取出沥去表面水分，平放在干燥的绝缘材质表面（如桌布、床单等），用电吹风机吹烘约10分钟吹干并荷电，或用普通电风扇吹口罩约15分钟，或用普通家用电子点火器对口罩进行全面覆盖的“电击”，通过口罩内部纤维的摩擦或外部放电等，使口罩材料重新荷电。
3、通过纸屑验证“充电”情况，如果口罩对碎纸屑有静电吸附现象，可认为口罩荷电成功，能再使用；如静电吸附现象不明显，则延长电吹风吹烘口罩的时间至荷电成功方可再使用。
这种简易的方法至少能解决一部分口罩再生使用的问题，由于它的荷电能力肯定和驻极处理是不可比的，只适用于较低风险暴露人员使用。
“青山一道同云雨，明月何曾是两乡”，作为一个武汉人，祝大家平平安安，中国加油，武汉加油！
主要参考资料及文献：
《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》- 卫健委
GB/T 32610-2016 日常防护型口罩技术规范
《买不到口罩？这样处理可以重复使用！》- 青春化工
《防尘口罩结构/材料及其加工技术探讨》- 朱华 2013
《熔喷聚丙烯驻极体过滤材料对医用消毒剂的耐受性研究》- 陈钢进 2012
《拋棄式防塵口罩滅菌再使用之可行性探討》- 台湾行政院劳工安全卫生研究所 2008
《水煮、喷酒精、照紫外线…… 防病毒口罩不能用这些方法循环使用》 - 科技日报 胡定坤 2020
超能网友等待验证会员 2020-03-17 14:22 | 加入黑名单
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