新设计有望改善N95口罩的佩戴体验

　　佩戴高防护过滤式口罩可以帮助预防新型冠状病毒。但是佩戴这些紧紧贴脸的口罩数小时后，呼吸可能会变得非常困难。比如说，N95口罩能有效阻止病毒颗粒进入呼吸道，但是佩戴口罩也会减少高达20％的氧气摄入。如今，斯坦福大学的一些研究人员正在设计一种便携式设备来解决这个问题，该设备可以将纯氧直接输送给口罩佩戴者。
　　斯坦福大学纳米原型实验室的机械工程师John Xu说：“我的主要动机是想办法恢复口罩中的氧气浓度。”这将使口罩佩戴起来更为舒适。Oquendo是斯坦福大学医学院的学生，也是该大学医学实验室协作触觉和机器人技术组的机器人工程师，他说：“长时间佩戴N95的人要么感觉过热，要么感觉好像无法呼吸，因为口罩太紧了，还占据了相当大的脸部面积。虽然舒适度似乎对于安全性来说并不重要，然而，人们可能会为了更好的呼吸而触摸并尝试摘下口罩，这样的次数越多，他们交叉污染口罩的风险就越大。”
　　Xu平常的工作是为可持续发展的汽车开发燃料电池。这项工作涉及从普通空气中浓缩占比约21%的氧气。他解释说：“我们使用电化学方法，通过电解水获得氧气。除此之外，另一种方法是使普通空气多次通过一种特质膜，并使氧气在一侧富集。”Xu正在测试这两种方法，以开发一个可以放在腰间的小盒子，这个小盒子可以利用导管将纯净的氧气供入N95口罩。
　　Oquendo正在帮助开发可以将Xu的制氧部件连接到任意N95口罩上的附件。Xu说：“我们的设计原则是，每次佩戴时都可以使用新的N95口罩，然后将我们的附件挂在N95口罩上。”
　　氧气进入口罩的同时还可以将呼出的空气通过单独的附件排出。Oquendo说：“除了供氧之外，从这些口罩中过滤出二氧化碳和湿气对于使用者的舒适度和温度控制都非常重要。”她指出，除湿不仅使N95更易于佩戴，而且减少了设备因为潮湿而造成的损坏，从而延长个人防护设备（PPE）的使用寿命，这在口罩短缺时尤为重要。
　　宾夕法尼亚州立大学病毒学家Moriah Szpara指出，以往的研究已经验证了高防护过滤口罩限制氧气摄入的方式。她说：“有相当多的研究表明这个问题的存在。这项研究并不是解决或记录这项问题的第一个尝试，但这一定是一种新的方法，我以前从未见过。”
　　动力空气净化呼吸器（PAPR）是一种现有的工具，它会过滤空气，然后将其送入面罩中。Oquendo说，PAPR的价格大约为1000美元。Xu估计，这个斯坦福设备的最高价格为300美元。该设备可以与现有的N95 一起使用，所以脸部被遮盖的部分会更少。Szpara表示：“任何口罩，如果大面积地遮盖脸部，都会更具侵入性，更加阻碍视线。”
　　研究人员们已经开发出原型，并计划与斯坦福医院合作对其进行测试。一旦模型测试成功，该装置的制造应该不难，因为制氧单元和附件的材料都是现有的。Oquendo说：“我们正在尝试使用能够大量生产的常用塑料，目前使用的工程零件是批量生产的，可供全国各地的人们广泛使用。”（辛文）