В исследовании, опубликованном сегодня в Журнал инфекционных заболеваний Исследователи обнаружили, что маски для лица сокращают расстояние, которое могут преодолеть переносимые воздушно-капельным путем патогены при разговоре или кашле, более чем наполовину по сравнению с отсутствием маски.

Полученные результаты важны, поскольку переносимые воздушно-капельным путем вирусные патогены, такие как SARS-CoV-2, могут быть инкапсулированы и передаваться через капли жидкости и аэрозоли, образующиеся во время дыхательных функций человека, таких как речь и кашель.

Знание способов сокращения этого расстояния передачи может помочь обезопасить людей и помочь в принятии мер реагирования на пандемии, такие как COVD-19, которые привели к заражению в глобальном масштабе, перегрузке системы здравоохранения и экономическому ущербу.

Эти меры реагирования могли бы включать ослабление некоторых правил социального дистанцирования при ношении масок.

"Исследование предоставляет четкие доказательства и рекомендации о том, что дистанция в 3 фута с закрытием лица лучше, чем дистанция в 6 футов без покрытия лица", - говорит соавтор исследования Карим Ахмед, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической инженерии Калифорнийского университета.

Используя диагностические инструменты, обычно используемые для понимания того, как жидкости перемещаются по воздуху, исследователи измерили расстояние во всех направлениях, которое проходят капли и аэрозоли от людей, говорящих и кашляющих, когда они носят различные типы масок, а когда нет.

В исследовании приняли участие четырнадцать человек, 11 мужчин и 3 женщины, в возрасте от 21 до 31 года.

Каждый участник произносил фразу и имитировал кашель в течение 5 минут без покрытия лица, с тканевым покрытием лица и с трехслойной одноразовой хирургической маской.

Плоское изображение частиц использовалось для измерения скорости частиц; фазовый доплеровский интерферометр использовался для измерения размера капель, скорости и объемного потока в точках внутри струи распыления; и аэродинамический анализатор частиц использовался для определения поведения частиц в воздухе.

Приборы измеряли характеристики, поведение и направление частиц, находящихся в воздухе, по мере того, как они выходили изо рта участников.

Исследователи обнаружили, что тканевое покрытие лица сокращает выбросы во всех направлениях примерно до двух футов по сравнению с четырьмя футами выбросов, производимых при кашле или разговоре без маски.

Сокращение было еще больше при ношении хирургической маски, которая сокращала расстояние, пройденное при кашле и разговоре, всего до полуметра.

Исследователи почерпнули идею для исследования из исследований реактивного движения, которыми они занимаются.

"Принципы те же самые", - говорит Ахмед. "Наш кашель и речь - это истощенные двигательные шлейфы".

Исследование является частью более масштабных общих усилий исследователей по контролю передачи болезней воздушно-капельным путем, в том числе через пищевые ингредиенты, лучшему пониманию факторов, связанных с тем, чтобы быть суперразносчиком; и моделированию передачи болезней воздушно-капельным путем в классах.

Далее исследователи собираются расширить исследование, включив в него больше участников. Работа частично финансируется Национальным научным фондом.

Соавторами исследования были Джонатан Рейес, ведущий автор и постдокторант; Бернхард Штиль, постдокторант; Хуанпабло Дельгадо, студент магистратуры; и Майкл Кинцель, доцент. Все они работают на факультете машиностроения и аэрокосмической инженерии Калифорнийского университета.

Ахмед поступил на факультет машиностроения и аэрокосмической инженерии Калифорнийского университета, входящий в состав Колледжа инженерии и компьютерных наук Калифорнийского университета, в 2014 году. Он также является членом Центра перспективных исследований турбомашин и энергетики и Флоридского центра перспективных авиационных двигателей. Он более трех лет проработал старшим инженером по аэро- и термотехнике в Pratt & Whitney military engines, работая над передовыми двигательными программами и технологиями. Он также работал преподавателем в Университете Олд Доминион и Университете штата Флорида.

В Калифорнийском университете он руководит исследованиями в области двигательной техники и энергетики с приложениями для производства электроэнергии и газотурбинных двигателей, реактивных двигателей, гиперзвуковых двигателей и пожарной безопасности, а также исследованиями, связанными с наукой о сверхновых и контролем передачи COVID-19.

Он получил докторскую степень в области машиностроения в Государственном университете Нью-Йорка в Буффало. Он является младшим научным сотрудником Американского института аэронавтики и астронавтики, а также сотрудником исследовательской лаборатории ВВС США и Управления военно-морского исследовательского факультета.

Кинзел получил докторскую степень в области аэрокосмической инженерии в Университете штата Пенсильвания и присоединился к UCF в 2018 году. Помимо того, что он является сотрудником факультета машиностроения и аэрокосмической инженерии Калифорнийского университета, входящего в состав Колледжа инженерных и компьютерных наук Калифорнийского университета, он также работает с Центром перспективных исследований в области турбомашин и энергетики Калифорнийского университета.