疫情导致口罩成山！莱斯大学工程师教你如何净化一次性口罩

他们确定，在华氏160度的烤箱中加热口罩5分钟，可以杀死超过99.9%的病毒，包括SARS-CoV-2。

　　

莱斯大学的研究生Faye Yap和Zhen Liu对一个口罩样本进行了描述。

莱斯大学和德克萨斯大学加尔维斯顿分校的研究人员已经建立了一个适当净化一次性口罩的框架。

将PPE加热到合适的温度可以杀死99.9%的SARS-CoV-2病毒，而不会降解材料。

以下是给一次性口罩消毒的方法:在烤箱中以华氏160度（约70摄氏度）加热5分钟。用家用烤箱就行。

莱斯大学(Rice University)的工程师们表示，现在科学证明了这一点。他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，而不会使口罩本身退化。

这项研究由莱斯大学乔治·R·布朗工程学院的机械工程师Daniel Preston、研究生Faye Yap和加尔维斯敦德克萨斯大学医学分会（UTMB）的合作者所做的工作表明，口罩可以在降级前多次净化和重复使用。

最重要的是，加热到70摄氏度(约160华氏度)杀死了超过99.9%的SARS-CoV-2和他们检测的其他病毒，符合FDA的去污染指南。这表明有希望调整该协议，以处理未来个人防护装备紧缺的疫情。

这项研究的详细内容发表在《 Journal of Hazardous Materials》上。

这篇论文是由COVID-19大流行引发的一系列论文中同类论文的第三篇，2020年8月发表的第一份报告建议，热净化方法是可行的。今年5月发表的第二篇论文比较了美国几个地区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，研究人员可以使用它来确定需要多少热量以及多长时间来杀死特定的病毒。Preston指出，该框架不仅适用于SARS-CoV-2等空气传播病毒，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，研究作者雅普和普雷斯顿详细介绍了已经尝试过的去污染方法，但只在一定程度上起作用:暴露在紫外线下，因为紫外线不会进入口罩常见的褶皱或缝隙；蒸汽，它会破坏面具的结构；化学消毒剂，可留下有害残留物，也会降解材料。

Preston是机械工程的助理教授，他说:“一般来说，紫外线是非常有效的，尤其是对于平坦或光滑的表面。有很多很好的工作，但不是每个人都能接触到紫外线，而热可以克服织物裂缝或褶皱带来的问题。”

当Preston意识到，在为个人防护装备去污染创建模型框架方面所做的工作还很少时，他决定自己的实验室和加尔维斯顿的合作者一起完成这项工作，加尔维斯顿的合作者完成了大部分加热实验。

“我们真的没有在文献中找到任何东西，清楚地描述温度对病毒净化的影响，”他回忆说。“至少没有什么可以适用于大流行。我们甚至在申请资助之前就开始研究了。

莱斯大学(Rice University)和德克萨斯大学加尔维斯顿分校(University of Texas Medical Branch, Galveston)的研究人员在标准外科口罩上接种了含有活性病毒的飞沫，以确定用干热消毒口罩的最佳方法。

他说:“最终，我们的假设是，病毒的热灭活可以很容易地用两种基本关系的组合来解释，现在我们发现这是正确的。其中之一是阿伦尼乌斯方程，它将反应参数与温度联系起来。另一个是速率定律，它利用反应参数来告诉你反应发生的速度。在这种情况下，反应是病毒本身失活。”

Yap说，重要的是要确保口罩能被热透。由于口罩很薄，这不是像净化较大物体那样的问题，这是Preston实验室未来研究的一个主题。加热到70摄氏度对口罩同样有效，只要所有层都达到要求的温度，持续5分钟。

她指出，如果温度太高，构成大多数面罩的聚合物纤维就会融化，正如他们在显微镜下的样本图像中看到的那样。Yap说:“在大约125摄氏度时，掩模中的(中间)过滤层开始变形，在160摄氏度时，它融化了。”

Yap说:“如果你能把整个物质加热到合适的温度，70摄氏度，那么你仍然可以在五分钟内灭活病毒。”她说，即使将口罩加热到适当的温度达30分钟，也不会显著降低它们的质量。

Preston说，虽然COVID-19消退有望，但在世界许多地区，个人防护装备短缺仍然是一个问题。一种简单有效的消毒口罩的方法可以帮助很多人。然而，重复使用口罩的能力并不是在大流行期间保持安全的全部和最终目标。

他说:“我不想说，稳定在表面上的病毒的热灭活将是防止COVID-19传播的主要因素。病毒仍然会通过雾化飞沫在人与人之间传播。口罩可以预防这种情况，而去污是限制传播的次要预防措施。”

“Efficacy and Self-Similarity of SARS-CoV-2 Thermal Decontamination” by Te Faye Yap, Jason C. Hsu, Zhen Liu, Kempaiah Rayavara, Vivian Tat, Chien-Te, K. Tseng and Daniel J. Preston, 7 November 2021, Journal of Hazardous Materials.
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.127709