Маски не подходят для странной физики чихания

Маски для лица — популярная альтернатива для людей, которые по разным причинам не могут носить маску. По своей конструкции они не так эффективны, как маска, поскольку не фильтруют вдыхаемый и выдыхаемый воздух. Новое исследование показывает, что даже чихание, направленное прямо на защитную маску, не может быть остановлено из-за особенностей гидродинамики… или, в данном случае, физики чихания.

Маски не подходят для странной физики чихания

Когда человек чихает, воздух и капли выходят с высокой скоростью по прямой линии. Но это не все. Чихание также создает вихревое кольцо — просто представьте, что ваше чихание окружено бубликом из турбулентного воздуха.

В журнале Physics of Fluids исследователи смоделировали, что произойдет, если чихнуть на человека, одетого в щит, на расстоянии 1 метра (3,3 фута). Данные показали, что через 0,5–1 секунду после начала чихания капли достигают щита и приближаются к лицу благодаря вихревому кольцу.

«Вихревое кольцо — это вихрь в форме пончика, который создается мгновенным выбросом жидкости из круглого отверстия», — говорится в заявлении ведущего автора Фудзио Акаги из Университета Фукуока. «Вихревые кольца, образующиеся при чихании, захватывают микроскопические капли внутри чихания и переносят их к верхнему и нижнему краям лицевого щитка. Если это время прибытия синхронизировано с вдохом, владелец щита вдохнет капли».

Хотя схема является идеальным случаем, открытие показывает важность учета сложности турбулентности чихания, когда дело доходит до распространения вирусов. Капли распространяются как за счет высокоскоростного чихания, так и за счет вихревого кольца, поэтому они могут легко попасть внутрь щита.

Сами по себе лицевые щитки не очень эффективны для остановки распространения Covid-19 и других патогенов, переносимых по воздуху. По возможности их следует носить вместе с маской. Тем не менее, команда надеется, что понимание физики чихания поможет им разработать более качественные защитные маски для лица.

«В настоящее время мы разрабатываем и демонстрируем несколько улучшенных щитов», — добавил Акаги. «Мы хотим внести свой вклад в защиту людей от инфекции и считаем, что однажды в ближайшем будущем медицинские работники смогут предотвратить заражение, используя только защитную маску и обычную маску или, в идеале, только защитную маску».

Пока мы ждем вакцины, не забывайте надевать маску, держаться на безопасном расстоянии от других и регулярно мыть руки. Эти маленькие жесты спасают жизни.