マスクは、さまざまな物理的特性を使用して、細孔サイズよりも小さい微生物をフィルター処理します。マスクは、特殊なサージカル マスクであれコットン マスクであれ、静電気を帯びて微生物の帯電した表面を引き付け、マスクの繊維に閉じ込める可能性があります。
ドクター・フーが T.A.R.D.I.S. で 2020 年に戻った場合、彼は非常に興味深い光景をスパイするでしょう。必須ではありますが、人々はそれをファッションステートメントの一部にするために取り組んできました.人々が思いついたパターンやデザインを見たことがありますか?
長い間、フェイス マスクは (産業および演劇目的を除いて) 医療および研究産業でのみ使用されてきました。
しかし、今年、世界の使い捨てフェイスマスクの市場規模は、2020 年の第 1 四半期に 749 億ドルを超えました。さらに、2020 年から 2027 年にかけて、年間 53.0% の成長率で成長すると予想されています。無地のパターンからラインストーンがちりばめられた傑作まで、ブランドのものから基本的なDIYまで、フェイスマスクはどこにでもあります!良くも悪くも、今では世界的なファッション トレンドになっています。
(写真提供:Patuss89 &Victoria Chudinova &lakshmiprasada S/Shutterstock)
- 無地の柄のマスク
- ラインストーンがちりばめられたデザイナー フェイス マスク。
- DIY フェイス マスクを作る女の子。
パンデミックによりマスクの着用が必要になりましたが、マスクは今日よりずっと前から流行していたのでしょうか?そして、それらは本当に機能しますか？これらの答えのいくつかを一緒に明らかにしましょう!
フェイスマスクの歴史
仮面のような物体の最古の既知の記録は 6 世紀に発見されました。ペルシャの墓のドアには、布で口を覆っている人々の画像が見つかりました。 12 世紀、中国の元王朝時代、使用人は主人の食べ物のにおいをかぐのを防ぐために鼻に絹のスカーフをかぶせることが知られていました.
しかし、仮面が不気味な方向に変わったのは、14世紀の大疫病でした.ペスト医師は、空気を汚染した瘴気や疫病を防ぐために、シナモンやミントの葉などの香りのする材料を保持するくちばしのようなギア（くちばしマスクという名前が付けられました）を身に着けていました。しかし、病気の予防のためにマスクを使用することが流行ったのは 19 世紀のことです。
ペスト医師のくちばしマスクとくちばしマスクの断面 (写真提供:Shutterstock)
少し前の歴史
18 世紀の細菌学者である英国のジョセフ リスターとフランスのルイ パスツールは、目に見えない小さな細菌が特定の病気の原因であることを独自に確立しました。彼らの研究に基づいて、細菌学者 Carl Flügge は呼吸可能な飛沫が細菌を運ぶことを示しました。
このことは、1910 ～ 11 年の満州ペストと 1918 ～ 19 年のスペイン風邪という 2 つの主要な伝染病が世界を襲ったときにさらに理解されました。当時使用されていた手術用マスクは、綿のガーゼを何層にも重ねて作られ、金属製のフレームで固定されていました。 1930 年代までに、再利用可能なマスクは使い捨てマスクに置き換えられ、1960 年代までには合成素材から大量に製造されるようになりました.
マスクが必要な理由
Carl Flügge が病気が空気感染することを発見したとき、医学部全体に覚醒の波を送りました。 「感染予防のためのマスク」というアイデアは、医療分野や大衆の間で人気を博しました.
科学は現在、空気を介した伝達が2つの方法で発生する可能性があることを発見しました.これは、表面に沈む可能性が高い大きな液滴の形成を通じて、または咳の間に放出されるエアロゾル (極小の固体と液体の粒子が混合して形成される) を通じて発生する可能性があります。
この最近の研究では、エアロゾルが空気中に咳やくしゃみをする平均速度は 15m/s または 54km/hr 以上であることが判明しました。これは高速道路を走るトラックの速度に相当します!
彼らは、咳が発声よりも22〜27％速く空気の飛沫を分散させ、被験者が背が高いほど咳の速度が速かったことを発見しました.粒子のサイズが小さいほど、空気中に留まる時間が長くなります。
したがって、単純な咳が遠くに広がる可能性があり、その人が背が高い場合、結果はさらに危険です.さらに、微生物は正確にネオンの色をしているとは限らないため、微生物がどこに潜んでいるか浮遊しているかを推測することはできません!
咳の分散の程度。 (写真提供:Nasky/Shutterstock)
現代のマスクは本当に細菌を寄せ付けませんか?
N95 マスクの構成要素。
知られている最大の細菌 (深い大陸棚に見られる) は 100 ～ 300 ミクロンですが、平均的な日常の細菌のサイズは約 5 ミクロンです。つまり、最大のウイルスはわずか 0.39 ミクロンです!
一方、一般的なコットンマスクの毛穴の大きさは約80ミクロン。一方、サージカルマスクは合成繊維でできており、サイズが1ミクロン未満の孔がある場合があります。比較のために、髪の毛は 50 ミクロンです。
毛穴が大きいと、特に綿のマスクでは、バクテリアやウイルスがかなり簡単に侵入できますよね?では、これらのタイプのマスクはどのように機能するのでしょうか?
マスクのろ過効果は、毛穴の大きさだけに依存するわけではありません。複数の層を追加すると、効果的なろ過が行われます。層数が多いほど、ろ過能力が高くなります。
微視的なスケールでは、粒子は浸されている分子の影響を受けます。空気中のウイルスや細菌の場合、病原体を取り囲むガス分子やその他の粉塵粒子がランダムに衝突します。
小さい粒子は軽いため、より大きな力を受け、ランダムなパターンの動きをします。これをブラウン運動と呼びます。すべての微視的な分子は、ガス分子 (または水、油などの他の流体分子) によってランダムに衝突されるため、このようなランダムな動きを示します。
空気がマスクの繊維を通って流れると、スペースを取り、繊維が円形に膨張します。これにより、繊維構造にマイクロ ポケットが作成されます。空気が流入し、ブラウン運動が微生物をランダムに押しのけているため (下の画像の紫色の線で表されています)、微生物が繊維に閉じ込められる可能性ははるかに高くなります。
ブラウン運動による粒子の閉じ込め。
国立労働安全衛生研究所が医療従事者に推奨するもう 1 つのタイプのマスクは、N95 マスクです。 N95 の N は「非油」を表し、マスクが効果的に機能するには、非油ベースのエアロゾルにさらされる必要があることを意味します。 95 は、95% のろ過効率を意味します。
これらのマスクは、最大 0.3 ミクロンの粒子をフィルターします。このマスクの素材はサージカルマスクとは少し異なります。静電不織布ポリプロピレン繊維です。この繊維は、エレクトロスピニングと呼ばれるプロセスによって帯電します。これは、テレビ画面に手を近づけて髪が立ち上がるのを見るか、髪に通した後にくしで紙片を拾うのと同様の効果です。
いずれの場合も、1 つの媒体 (この場合はマスク繊維) が負に帯電し、正に帯電した粒子 (微生物) を引き付けます。粒子が経験するブラウン運動と相まって、より良いろ過が得られます。
N95マスクの機能。
サージカル マスクと N95 マスクとは別に、CDC と WHO は非医療従事者に布マスクを使用することを推奨しています。手作りの布製マスクはサージカル マスクや N95 ほど効果的ではありませんが、再利用可能であり、CDC ガイドラインに従って作成すれば効果的です。
自家製マスクの選択、着用、および洗浄に関する CDC のガイドラインは、こちらで確認できます。
CDC は、サージカル マスクや N95 人工呼吸器などの重要な備品を使用せず、代わりに医療従事者やその他の最前線の対応者のために取っておくよう人々に促しています。
これで、次に DIY マスクを着用するときに、これで十分カバーされていることを確信できます!
