防止 SARS-CoV-2 病毒的口罩讓人感覺(jué)很討厭，尤其是在鍛煉時(shí)。
一種新的 3D 可打印面罩設(shè)計(jì)靈感來(lái)自動(dòng)物的鼻子，它承諾讓用戶輕松呼吸，同時(shí)保持與 N95 和外科口罩中發(fā)現(xiàn)的病原體相似的保護(hù)水平。一般概念也可用于改進(jìn)供暖、通風(fēng)和空調(diào)中的工業(yè)空氣過(guò)濾器。
許多動(dòng)物都有強(qiáng)烈的嗅覺(jué)，這是由鼻腔中蜿蜒的氣流產(chǎn)生的。蜿蜒的空氣路徑在動(dòng)物的鼻子內(nèi)創(chuàng)造了更多的表面積，并為氣味和顆粒物傳播更多的距離和時(shí)間，增加了顆粒物被氣味受體可以感知它們的鼻子內(nèi)的皮膚表面捕獲的可能性。這樣的結(jié)構(gòu)可以制造出高效的過(guò)濾器，可以在不降低空氣壓力的情況下捕獲空氣中的顆粒，而不會(huì)使呼吸感到費(fèi)力。
“我們過(guò)濾器的一個(gè)好處是您可以輕松地吸入和呼出空氣，”農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院生物與環(huán)境工程副教授 Sunghwan "Sunny" Jung 說(shuō)。同時(shí)，仿生口罩設(shè)計(jì)與臨床批準(zhǔn)的 N95 和外科口罩的效率相匹配，可以捕獲小至 10 微米的顆粒，這是防止人們咳嗽或說(shuō)話時(shí)氣溶膠中攜帶的空氣傳播病毒所必需的，Jung說(shuō)。
Jung 是 3 月 2 日發(fā)表在《皇家學(xué)會(huì)界面雜志》上的論文“關(guān)于受動(dòng)物鼻子啟發(fā)的粒子過(guò)濾器設(shè)計(jì)”的資深作者。共同資深作者包括南達(dá)科他州立大學(xué)機(jī)械工程助理教授 Saikat Basu 和伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校機(jī)械科學(xué)與工程副教授 Leonardo Chamorro。
新的口罩和空氣過(guò)濾器是在研究了九種動(dòng)物的鼻部結(jié)構(gòu)后開(kāi)發(fā)的。其中包括 50 倍的老鼠、200 倍的狗和比人類敏感 700 倍的豬。
作者為希望優(yōu)化它們的任何人發(fā)布了他們的開(kāi)源 3D 可打印面罩和過(guò)濾器設(shè)計(jì)。雖然該論文提供了原理證明，但作者警告說(shuō)，口罩設(shè)計(jì)旨在讓其他人繼續(xù)并改進(jìn)研究，因?yàn)樗麄兊脑O(shè)計(jì)尚未在臨床上被證明可以預(yù)防疾病。
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