如何利用廉价资源自制简易口罩?

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如何利用廉价资源自制简易口罩?

作为个人防疫的“第一道防线”,佩戴口罩十分重要。我国口罩最大产能是每天2000多万只。但是,随着新型冠状病毒疫情的蔓延,口罩的需求量爆发式增长。现在连很多偏远农村地区的群众都开始戴上口罩,人人都在使用,每天还要更换,面对这么强大的刚需,全国普遍口罩告急口罩从日用品摇身变成了“战略物资”。

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网络上出现的一幕幕景象就着实让人心疼了!老百姓对口罩过滤污染物的原理不了解,就无法进行有效防护,更是闹出了让人啼笑皆非的笑话口罩的工作原理是使含有病毒飞沫的空气通过口罩的过滤材料过滤后再被人吸入或者呼出。下面的“口罩”连过滤材料都没有,如何来阻挡新型冠状病毒?

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不同的口罩,用途不同,厚度不同,对人的保护效力也不同,佩戴舒适程度也有所差异。常见的棉布口罩构成十分简单,由不同的纤维压制而成,保护效力有限,而外科口罩大部分为自吸式过滤口罩,其工作原理是使含有害物的空气通过口罩的滤料过滤后再被人吸入或者呼出。

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各种口罩的过滤效果和想要过滤的颗粒大小密切相关。这次流行的新型冠状病毒颗粒为球形,直径约为0.125微米,但病毒通常是依托于飞沫、灰尘等小颗粒物进行传播的。人类天然产生的飞沫(例如呼吸、说话、打喷嚏、咳嗽产生的飞沫)里面包括各种细胞,粘液和唾液中的生理电解质,以及潜在的各种传染原(如细菌,真菌和病毒等)。飞沫尺寸的大小不一,已发表的数据表明,打喷嚏可能会产生多达4万个直径在0.5–12微米之间的飞沫。

如今口罩供应困难,我们家里的库存口罩每天都在减少,如何应急呢?

用TRIZ来帮忙!TRIZ告诉我们:应当关注的是产品的功能,而非产品本身。只要能够达到口罩的功能,实现“阻挡新型冠状病毒飞沫,同时能透过人们呼吸的空气”的效果即可,为什么非得要使用口罩这种产品呢?

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明确了口罩的功能,那如何能够实现这种功能呢?TRIZ现在又有了用武之地!那就是利用TRIZ中的资源分析工具。资源是一切可被利用的有形的或无形的客观存在。包括但不限于时间、空间、物质、领域、以及它们的属性和参数等。我们要善于巧妙地运用资源来解决问题。

资源分析的目标就是利用系统或超系统中(家里)最常用、最廉价、最垂手可得的资源来实现口罩所具有的功能。通过前面的分析我们已经发现,口罩的功能是:阻挡新型冠状病毒飞沫,同时还要能够透过人们呼吸的空气。围绕这一目标,家里的毛巾、卫生纸、卷纸、厨房纸、无纺布、过滤棉、甚至棉衣、棉布、洗碗巾、纸尿片都具有微孔道结构,能起到一定的过滤效果。我们还可以通过增加滤片层数来提升过滤的效果。

有了这些过滤材料,那么如何来制作口罩呢?我们当然要借助互联网这个庞大的信息资源,向前人学习经验。现代TRIZ理论告诉我们,创新不是从头开始,而是要先找到创新的标杆,在前人工作的基础上不断地优化和改进。

网上有很多自制口罩的视频,我特意精选了2个非常简单的方法分享给大家:

1、采用卷纸、卫生纸、毛巾等柔性材料制作口罩(链接)。

2、采用厨房纸、滤纸等稍硬质材料制作口罩(链接)。

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按照上述第1个方法仅仅使用卫生卷纸和绳子就可以成功制作简易口罩具体是将绳子拉成矩形,将卫生卷纸包裹矩形中部缠绕3-5层,再将绳子套头佩戴即可。

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口罩佩戴非常舒适,对面部和下巴的贴合效果较好。为了增加过滤效果,可以多绕几层卫生卷纸,因为材料太便宜!实际使用效果能达到普通棉布口罩的效果这里特别要注意的是,口罩与面部的贴合非常关键。可想而知,如果口罩与面部不能有效贴合,污染空气就会随着吸气时的负压被直接从空隙处吸入人体。

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卫生卷纸面部贴合较好,但边缘容易破裂

卫生卷纸采用韧性好的纸张效果较好,口罩在拉伸过程中不容易破裂。有条件的话,也可以采用无纺布,强度会更好。

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采用无纺布,强度更好

上面的简易口罩还有改进的空间,我们可以进行延续性创新。实际使用表明,由于口罩在鼻梁处的间隙较大,不能够起到有效防护,需要解决这个次级问题。因此需要对上述口罩制作方法进行改进,即在口罩鼻梁处增加压条,以提升密封性能。充分考虑到制作的简便和材料的易得(资源),直接采用电线扎条代替医用口罩用的铝制固定压条。使用时,电线扎条从口罩外部压紧鼻梁,电线扎条的两端分别缠绕在两边的绳子上起到固定作用。实际使用效果如下图所示。

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口罩鼻梁处增加压条,以提升密封性能

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口罩面部贴合效果较好

测试表明,简易自制口罩可以阻止含有病毒和细菌的大颗粒的液滴、喷雾或飞溅物进入口鼻。它也有助于减少使用者自己的唾液和呼吸道分泌物溅到别人身上,进而防止感染他人。

简易自制口罩的缺点

与外科口罩相比简易自制口罩的效果还是有些欠缺的。标准外科口罩分3层:外层是阻水层防止液体飞溅,中层是过滤层,可阻隔90%的5微米的颗粒,内层用于吸收佩戴者释放的液体和湿气。外科口罩适用于医务人员或者相关人员的基本防护。

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采用卫生纸自制简易口罩的最大缺点是防水性能较差如果外界遇到空气潮湿天气,以及佩戴者释放的液体和湿气过多,均可使口罩很快失去过滤效果,因此不宜长时间佩戴。好在简易自制的优点就是:卫生纸原材料简直不要太廉价易得了!带上一卷卫生纸,就可以随时随地方便地更换。采用无纺布则可以显著提升口罩的防水性能和强度。也可以将无纺布与卫生纸搭配使用,无纺布在外层提供防水和强度,卫生纸在内层便于随时更换。

当然,佩戴口罩为被动防护策略,并不能杀灭新型冠状病毒,应当同时采取积极主动的消毒策略才能有效遏制病毒扩散。本人在《如何有效防控新型冠状病毒感染》一文中指出,应当集中力量在病毒飞沫的空气传播环节大规模杀灭新型冠状病毒。新型冠状病毒的飞沫借助空气扩散、危害很大,应当以消毒喷雾对抗病毒飞沫,以其病毒之道还治其病毒之身。这样一手持矛,一手执盾,攻守兼备。

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最后再次友情提醒大家:简易自制口罩只能是在缺乏医用口罩的情况下进行应急使用,切不可以替代医用口罩使用。

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