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N95口罩缺氧致胸闷 华裔科学家改良设计

研究显示,N95防毒口罩在使用时,存在供氧不足,可能对孕妇和慢性病患者带来健康隐患,如胸闷、头晕,甚至危及生命。斯坦福大学的华裔科学家和同事正在改善设计,或很快推出“富氧”型N95口罩,解决这个问题。

N95防毒口罩曾只被少数专业人士使用,目前从医护、消防到普通市民,许多人都希望拥有这样的口罩,以防(新冠病毒,COVID-19)的入侵。美国卫生研究院(NIH)2015年11月发表的一份研究报告指出,N95口罩在使用时会减少最高20%的氧气量,对孕妇和慢性病患者带来严重健康隐患,不建议此类人群使用。

斯坦福大学医学工程博士约翰·徐(音译,John Xu)说:“在COVID-19危机中,许多人对N95口罩不再陌生,它可以过滤空气中95%或更多的小颗粒物,包括病毒。但在过滤时,N95口罩也让呼吸变得更困难,会减少约5%到20%的氧气量。这个数字即便对健康人,也很可观。”

徐博士说,这种情况不仅会导致头晕、眼花,还可能损伤肺部,对于已患肺病的人,戴N95口罩会危及生命。但是大疫当前,人们必须在公共场所戴口罩,否则违法。

为解决这个矛盾,徐博士和同事普林茨(Friedrich Prinz)正在改善N95的设计,让口罩内部富含氧气。

两位科学家经常从事新一代汽车燃料电池的研究,熟悉在少量空气环境中,如何获得高水平的氧气。例如,燃料在燃烧和电化转换过程中,需要高水平的氧气,但周围空气只能提供21%的氧气,这就必须隔离和浓缩氧气,达到目标。同理,对于改进N95口罩,两位科学家的目标是开发一种可移动装置,从周围空气中获得高密度的氧气,解决口罩缺氧的问题。

这项研究已经进展了一段时间,徐博士和同事尝试了几种不同方案,其中包括从水中分解氧气,让氧气可在口罩中循环。

另一种方案是让含氧阴离子(带负电的原子)通过一个膜,之后将氧隔离,使其再次回到口罩中。根据这个设计,徐博士正在研制可戴在腰间的小装置,再用一根小管子将其与口罩连接,让氧气保留在口罩中。

“这个设计和装置的作用主要是为那些需要长时间佩戴口罩的人,如救援人员、医生、护士,甚至避免将病毒传给他人的病患。未来,我们还希望将这款新口罩,提供给健保从业者。”徐博士说。

各国相继实行居家令后,已近或超过一个月,许多人考虑何时能解除禁足状态。美国加州、纽约州、新泽西州、华盛顿州和堪萨斯州州长分别表示,即便未来重启社会和商业活动,在一段时间内,人们前往公共场所仍必须戴上口罩,以防病毒继续传播。戴上口罩出门,未来一段时间可能成为新常态。

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