實(shí)驗(yàn)探究酒精對(duì)口罩結(jié)構(gòu)的影響

■湖北省赤壁市教學(xué)研究室 周文科 湖北省赤壁市赤馬港學(xué)校 孫文英

網(wǎng)上流傳一則檢測(cè)口罩防水性的實(shí)驗(yàn)視頻，證明用75%的酒精消毒后，口罩不能重復(fù)使用。

該實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程如下：先用口罩盛放適量清水，口罩不漏水，說(shuō)明口罩具有良好的防水性；再往口罩表面噴灑75%的酒精，發(fā)現(xiàn)口罩立刻漏水。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：酒精會(huì)破壞口罩外層的防水結(jié)構(gòu)，加速口罩中間層失效，所以不能用75%的酒精消毒口罩，口罩也不可重復(fù)使用。

事實(shí)真的如此嗎？

口罩的結(jié)構(gòu)分為三層，外層是加軟無(wú)紡布，為防水層，可隔離飛沫等可見(jiàn)物；中間層是熔噴無(wú)紡布，為過(guò)濾層，可通過(guò)靜電吸附隔離細(xì)菌、病毒等；內(nèi)層是親膚無(wú)紡布，為吸濕層，起到再次隔離并吸附呼出口沫的作用。水能否滲透口罩不僅與口罩所用材料的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與水的表面張力大小有關(guān)。

噴灑酒精后的口罩漏水，是因?yàn)榫凭茐牧丝谡滞鈱拥姆浪Y(jié)構(gòu)，還是因?yàn)榫凭淖兞怂谋砻鎻埩Υ笮。烤凭珪?huì)改變中間層熔噴布的靜電吸附性嗎？

于是，我們以某品牌一次性醫(yī)用口罩（以下簡(jiǎn)稱(chēng)口罩）為研究對(duì)象，對(duì)口罩外層的防水性和中間層的吸附性進(jìn)行了探究。

一、實(shí)驗(yàn)思路

1.基于水能否滲透口罩不僅與口罩所用材料的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與水的表面張力大小有關(guān)，通過(guò)檢測(cè)無(wú)處理口罩、噴水口罩、噴75%酒精后的濕潤(rùn)口罩和噴75%酒精后的干燥口罩的防水性，判斷75%的酒精能否破壞口罩的防水性。

2.基于口罩中間層熔噴無(wú)紡布對(duì)攜帶病毒、細(xì)菌等微粒或飛沫起到重要防護(hù)作用，靜電的變化直接影響口罩的吸附、過(guò)濾效果，通過(guò)觀察無(wú)處理口罩、噴75%酒精后的干燥口罩、連續(xù)使用兩天后的口罩中間層的靜電吸附現(xiàn)象，初步判斷75%的酒精能否改變口罩的靜電吸附性，并預(yù)測(cè)口罩的有效使用天數(shù)。

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.探究口罩的防水性

實(shí)驗(yàn)1：將口罩的藍(lán)色面（外層無(wú)紡布）朝上，向口罩中倒入適量水，如圖1，觀察一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)口罩不漏水，口罩的白色面（內(nèi)層無(wú)紡布）不濕潤(rùn)，說(shuō)明口罩具有良好的防水性。

實(shí)驗(yàn)2：向?qū)嶒?yàn)1 中的口罩白色面輕輕噴少量水，如圖2，觀察現(xiàn)象；繼續(xù)噴少量水，觀察現(xiàn)象；用吸水紙擦拭口罩的白色面，再觀察一段時(shí)間。

在口罩的白色面噴少量水時(shí)，無(wú)明顯現(xiàn)象；繼續(xù)噴少量水時(shí)，其表面有小水珠出現(xiàn)；用吸水紙擦拭后，口罩的白色面不再出現(xiàn)小水珠，說(shuō)明口罩不漏水。

圖1

圖2

實(shí)驗(yàn)3：另取一個(gè)口罩，將口罩的藍(lán)色面朝上，往口罩中倒入適量水，向白色面輕輕噴少量75%的酒精，觀察現(xiàn)象；繼續(xù)噴少量75%的酒精，觀察現(xiàn)象。

噴少量75%的酒精時(shí)，口罩的白色面很快出現(xiàn)水珠；繼續(xù)噴少量75%的酒精時(shí)，水珠快速匯聚，水成線狀流出，如圖3，說(shuō)明噴75%酒精后的濕潤(rùn)口罩漏水。

實(shí)驗(yàn)4：將實(shí)驗(yàn)3 口罩內(nèi)的水倒掉，懸掛于通風(fēng)處晾干。將晾干后的口罩藍(lán)色面朝上，盛放適量的水，觀察現(xiàn)象。如圖4，口罩的白色面無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明噴75%的酒精的口罩干燥后不漏水。

圖3

圖4

2.探究口罩的吸附性

實(shí)驗(yàn)5：另取一個(gè)與上述實(shí)驗(yàn)相同規(guī)格、未使用過(guò)的口罩，用帶絕緣手柄的剪刀剪取一小塊中間層熔噴無(wú)紡布，輕觸金屬杯杯壁后松開(kāi)剪刀，熔噴無(wú)紡布被吸附在杯壁上，如圖5，說(shuō)明中間層熔噴無(wú)紡布具有靜電吸附能力。

實(shí)驗(yàn)6：將實(shí)驗(yàn)4 中噴有75%的酒精的口罩再次懸掛于通風(fēng)處晾干，用帶絕緣手柄的剪刀剪取一小塊中間層熔噴無(wú)紡布，輕觸同一個(gè)金屬杯杯壁后松開(kāi)剪刀，熔噴無(wú)紡布被吸附在杯壁上，如圖6。這說(shuō)明，噴75%的酒精干燥后的口罩中間層熔噴無(wú)紡布仍具有靜電吸附能力。

實(shí)驗(yàn)7：另取一個(gè)與上述實(shí)驗(yàn)相同規(guī)格的口罩正常使用1 天后，用75%的酒精消毒，懸掛于通風(fēng)處晾干，第二天繼續(xù)正常使用1天后，再用帶絕緣手柄的剪刀剪取一小塊中間層熔噴無(wú)紡布，輕觸同一個(gè)金屬杯杯壁后松開(kāi)剪刀，熔噴無(wú)紡布仍被吸附在杯壁上，如圖7。這說(shuō)明，正常使用2 天后的口罩中間層熔噴無(wú)紡布仍具有靜電吸附能力。

圖5

圖6

圖7

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

一般情況下，水的表面張力較大，水滴會(huì)盡量縮小自身表面積，不會(huì)浸潤(rùn)口罩，宏觀表現(xiàn)為口罩不漏水。酒精是表面活性劑，表面張力很小，向口罩表面噴灑酒精后，口罩內(nèi)的水變成了酒精溶液，其表面張力較小，從而浸潤(rùn)口罩，宏觀表現(xiàn)為口罩漏水。

由此可見(jiàn)，口罩外層結(jié)構(gòu)并沒(méi)有被酒精破壞，只是因?yàn)榫凭档土怂谋砻鎻埩Γ瑥亩箍谡致┧Ｓ?5%酒精消毒的口罩經(jīng)晾干后，口罩外層無(wú)紡布仍具有防水性。

口罩對(duì)顆粒物的過(guò)濾主要有慣性沉積、截留沉積、擴(kuò)散沉積和靜電沉積。顆粒物較大時(shí)，截留沉積和慣性沉積效果較好；顆粒物較小時(shí)，擴(kuò)散沉積和靜電沉積效果較好。其中，阻擋病毒主要依靠中間層熔噴布的靜電吸附作用，當(dāng)含有病毒的飛沫靠近熔噴布時(shí)，會(huì)被靜電吸附在表面，使其無(wú)法透過(guò)。

用75%的酒精消毒的口罩晾干后，中間層熔噴布的靜電吸附能力依然存在，仍具有吸附過(guò)濾性。

綜上所述，酒精不會(huì)破壞口罩的結(jié)構(gòu)，用75%的酒精消毒后的口罩晾干后，仍具有一定的防護(hù)性能。

在非醫(yī)療機(jī)構(gòu)、非疫區(qū)等多數(shù)生活場(chǎng)景下，可用75%的酒精對(duì)口罩消毒，重復(fù)使用一至兩天。但去醫(yī)療機(jī)構(gòu)或疫區(qū)、人流密集的地方時(shí)，建議按照標(biāo)準(zhǔn)使用。

需要特別說(shuō)明的是：在條件允許的前提下，不建議重復(fù)使用一次性使用醫(yī)用口罩！