研发报告详细内容

使用UV-C消毒携带COVID病毒的咳嗽飞沫

      材料来源:compoundsemiconductor

 

意大利研究人员表明,使用UV-C照射唾液飞沫时可以降低约50%的污染风险。

 

COVID-19病毒的主要传播途径是通过唾液微滴在空气中传播,因此寻找可以消灭空气中微滴病毒的方法至关重要。意大利的研究人员通过对咳嗽产生的唾液飞沫进行数值建模,探索通过UV-C光使病毒颗粒失活的方法。

 

Marche理工大学的研究人员受到流行病蔓延下,关于安全社交距离、口罩佩戴和社交行为的启发,希望可以找到有效的答案。

 

在AIP出版的《流体物理学》中,Valerio D'Alessandro和同事描述了使用超级计算机对UV-C光照射的咳嗽液滴进行数值建模的过程。他们还探索了防止病毒传播所需的社交距离。

 

研究人员将注意力集中在唾液微滴云的演化过程,核算了每个微滴的惯性,浮力和重量以及其与环境的空气动力学的相互作用。

 

"我们非常好奇UV-C光灭活病毒颗粒的几率,"D'Alessandro说。"因此,我们探索了唾液飞沫与外部UV-C辐射源(一盏灯)之间的相互作用。"

 

UV-C是一种成熟的杀菌技术,可以干扰病毒RNA的复制。此外,希望UV-C LED能够为这类消毒提供紧凑、低成本的技术。

 

"UV-A和UV-B也存在于太阳光线内,也能杀死病菌,但需要15到20分钟,"D'Alessandro说。"夏天,太阳光可以对表面进行消毒,这也是夏天传播减少的原因之一,但UV-A和UV-B不能用于实时消毒。这就是我们决定探索UV-C辐射对病毒影响的原因。"

 

研究人员主要针对那些未被充分理解的关键点。首先,他们确定1米(3.2英尺)的社交距离并不是完全安全的,不是完全避免病毒传播的方法。这一点尤其重要,因为这是意大利及其学校的社交距离规则。

 

"虽然在一对一的情况下,1米的距离就足够了,但你仍然可能被胸部以下发出的咳嗽飞沫所感染,"D'Alessandro说。"有必要避免用手触摸眼睛、鼻子或嘴巴。我们发现2米(6.5英尺)是更安全的距离。"

 

 

在上图中,红色区域(从胸部向下)是风险最高的区域。因此,尽管您的脸部可能只接收到少量的咳嗽飞沫,但关键是洗手并使其远离脸部。

 

D'Alessandro及其同事强调,飞沫传播的最大距离约为1米。在这个距离以外,他们仅发现一些更小的飞沫,携带的病毒量也更少了。

 

"必须强调的是,以上结果是在无风的情况下获得的。如果有风,传播距离会增加几乎一倍。"D'Alessandro说。"所以我们需要戴上口罩,特别是在近距离交往时。"

 

他们还发现,"当使用UV-C照射唾液液滴云时,有可能将污染风险降低约50%,同时,这个剂量不会给人们造成危害,"D'Alessandro说。"这是至关重要的,因为基于UV-C的消毒系统并不总是可以接受的。UV-C可以杀死病毒,但对人类来说,更高的剂量可能是危险的。"

已知暴露于高剂量的UV-C会导致皮肤癌和眼部肿瘤。

 

"我们的研究有助于纠正对社交安全距离的误解,"D'Alessandro说。"同时,我们的计算还可以帮助设计基于UV-C的新型实时消毒设备,从而在特定情况下,降低COVID-19和其他病毒的传播风险,例如超市收银员或处于类似情况下的人。"

 

参考文献:

'Eulerian-Lagrangian modeling of cough droplets irradiated by ultraviolet-C light in relation to SARS-CoV-2 transmission' by V. D'Alessandroet al: Physics of Fluids on March 9, 2021

 

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