實驗探究酒精對口罩結構的影響

■湖北省赤壁市教學研究室 周文科 湖北省赤壁市赤馬港學校 孫文英

網上流傳一則檢測口罩防水性的實驗視頻，證明用75%的酒精消毒后，口罩不能重復使用。

該實驗的基本過程如下：先用口罩盛放適量清水，口罩不漏水，說明口罩具有良好的防水性；再往口罩表面噴灑75%的酒精，發現口罩立刻漏水。

實驗結果是：酒精會破壞口罩外層的防水結構，加速口罩中間層失效，所以不能用75%的酒精消毒口罩，口罩也不可重復使用。

事實真的如此嗎？

口罩的結構分為三層，外層是加軟無紡布，為防水層，可隔離飛沫等可見物；中間層是熔噴無紡布，為過濾層，可通過靜電吸附隔離細菌、病毒等；內層是親膚無紡布，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構有關，還與水的表面張力大小有關。

噴灑酒精后的口罩漏水，是因為酒精破壞了口罩外層的防水結構，還是因為酒精改變了水的表面張力大小？酒精會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用口罩（以下簡稱口罩）為研究對象，對口罩外層的防水性和中間層的吸附性進行了探究。

一、實驗思路

1.基于水能否滲透口罩不僅與口罩所用材料的結構有關，還與水的表面張力大小有關，通過檢測無處理口罩、噴水口罩、噴75%酒精后的濕潤口罩和噴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紡布對攜帶病毒、細菌等微粒或飛沫起到重要防護作用，靜電的變化直接影響口罩的吸附、過濾效果，通過觀察無處理口罩、噴75%酒精后的干燥口罩、連續使用兩天后的口罩中間層的靜電吸附現象，初步判斷75%的酒精能否改變口罩的靜電吸附性，并預測口罩的有效使用天數。

二、實驗過程

1.探究口罩的防水性

實驗1：將口罩的藍色面（外層無紡布）朝上，向口罩中倒入適量水，如圖1，觀察一段時間，發現口罩不漏水，口罩的白色面（內層無紡布）不濕潤，說明口罩具有良好的防水性。

實驗2：向實驗1 中的口罩白色面輕輕噴少量水，如圖2，觀察現象；繼續噴少量水，觀察現象；用吸水紙擦拭口罩的白色面，再觀察一段時間。

在口罩的白色面噴少量水時，無明顯現象；繼續噴少量水時，其表面有小水珠出現；用吸水紙擦拭后，口罩的白色面不再出現小水珠，說明口罩不漏水。

圖1

圖2

實驗3：另取一個口罩，將口罩的藍色面朝上，往口罩中倒入適量水，向白色面輕輕噴少量75%的酒精，觀察現象；繼續噴少量75%的酒精，觀察現象。

噴少量75%的酒精時，口罩的白色面很快出現水珠；繼續噴少量75%的酒精時，水珠快速匯聚，水成線狀流出，如圖3，說明噴75%酒精后的濕潤口罩漏水。

實驗4：將實驗3 口罩內的水倒掉，懸掛于通風處晾干。將晾干后的口罩藍色面朝上，盛放適量的水，觀察現象。如圖4，口罩的白色面無明顯現象，說明噴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

實驗5：另取一個與上述實驗相同規格、未使用過的口罩，用帶絕緣手柄的剪刀剪取一小塊中間層熔噴無紡布，輕觸金屬杯杯壁后松開剪刀，熔噴無紡布被吸附在杯壁上，如圖5，說明中間層熔噴無紡布具有靜電吸附能力。

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

實驗7：另取一個與上述實驗相同規格的口罩正常使用1 天后，用75%的酒精消毒，懸掛于通風處晾干，第二天繼續正常使用1天后，再用帶絕緣手柄的剪刀剪取一小塊中間層熔噴無紡布，輕觸同一個金屬杯杯壁后松開剪刀，熔噴無紡布仍被吸附在杯壁上，如圖7。這說明，正常使用2 天后的口罩中間層熔噴無紡布仍具有靜電吸附能力。

圖5

圖6

圖7

三、實驗結論

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

由此可見，口罩外層結構并沒有被酒精破壞，只是因為酒精降低了水的表面張力，從而使口罩漏水。用75%酒精消毒的口罩經晾干后，口罩外層無紡布仍具有防水性。

口罩對顆粒物的過濾主要有慣性沉積、截留沉積、擴散沉積和靜電沉積。顆粒物較大時，截留沉積和慣性沉積效果較好；顆粒物較小時，擴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，當含有病毒的飛沫靠近熔噴布時，會被靜電吸附在表面，使其無法透過。

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，仍具有吸附過濾性。

綜上所述，酒精不會破壞口罩的結構，用75%的酒精消毒后的口罩晾干后，仍具有一定的防護性能。

在非醫療機構、非疫區等多數生活場景下，可用75%的酒精對口罩消毒，重復使用一至兩天。但去醫療機構或疫區、人流密集的地方時，建議按照標準使用。

需要特別說明的是：在條件允許的前提下，不建議重復使用一次性使用醫用口罩！