手洗乾淨 病毒不進

文/施奇廷  |2021.09.14
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從今年5月新型冠狀病毒本土疫情爆發以來,全國上下為了疫苗要打哪一支吵得不可開交。其實每一支疫苗都各自有優缺點跟副作用,反正政府也沒有規定非打哪一支不可,大家就挑自己喜歡的打吧!不過疫情瞬息萬變,來自印度的Delta變種一出來,又把全世界搞得雞飛狗跳。許多原本疫情已經因疫苗接種緩和下來的國家,又開始出現大量病例,研究也證實,台面上這些疫苗對抗Delta變種的保護力,都各有不同程度的下降。 這就是疫苗這種倚靠「化學」跟「生物」方式的防疫局限啦!對抗變種病毒,還是要靠「物理」防疫!物理!物!理! 「戴口罩、勤洗手」,聽起來不像什麼「mRNA」、「蛋白質次單元」這麼高深莫測,可是它就是有效,更重要的是,不管病毒如何變種,反正擋在體外就好,根本沒差。圖/米各

文/施奇廷 

從今年5月新型冠狀病毒本土疫情爆發以來,全國上下為了疫苗要打哪一支吵得不可開交。其實每一支疫苗都各自有優缺點跟副作用,反正政府也沒有規定非打哪一支不可,大家就挑自己喜歡的打吧!不過疫情瞬息萬變,來自印度的Delta變種一出來,又把全世界搞得雞飛狗跳。許多原本疫情已經因疫苗接種緩和下來的國家,又開始出現大量病例,研究也證實,台面上這些疫苗對抗Delta變種的保護力,都各有不同程度的下降。

這就是疫苗這種倚靠「化學」跟「生物」方式的防疫局限啦!對抗變種病毒,還是要靠「物理」防疫!物理!物!理!

「戴口罩、勤洗手」,聽起來不像什麼「mRNA」、「蛋白質次單元」這麼高深莫測,可是它就是有效,更重要的是,不管病毒如何變種,反正擋在體外就好,根本沒差。

疫情開始以來,醫界與學術界對於口罩效能與機制的探討很多,不過在去年發表於「流體力學期刊」的一篇回顧性論文中提到:「令人驚訝的,在人類以洗手的方式來消毒的170年間,竟然沒有一篇研究論文探討『洗手的流體物理』。」英國劍橋的哈蒙德(Paul Hammond)博士看到這篇文章後,決定來把這個問題研究一下。

隙縫藏汙 清潔不易



我們的手表面粗糙不平,上面有許多微小的凹陷,就是藏汙納垢之處,病毒也會藏身於此。真正的手部表面當然很複雜,哈蒙德利用簡化的流體力學模型來探討洗手的動力學:把兩隻手的表面簡化為兩個有規則波浪狀的表面,兩手中間有一個空隙。同學可以想像成兩塊「洗衣板」上下疊在一起的樣子,兩塊洗衣板(兩手)之間的平均空隙是固定的,但是因為是波浪狀的表面,而且洗手時兩手來回搓動,所以兩個表面之間的距離在洗手過程中也會有所變化。

兩手空隙間的水是一種不可壓縮的「流體」,接著就是寫下流體力學方程式,模擬裡面的函數,就可以知道水在兩手搓動時會怎麼流。大部分的水流是水平的(跟手掌方向平行)。假設手上有髒東西卡在手的凹陷處,就得要靠那些垂直於手掌的水流把髒東西「帶上來」。

搓洗20秒 方能去汙



實驗證明水流的確可以把顆粒帶走,但是得在「山谷」(手掌表面的凹陷處)翻滾好一陣子,才能脫離。模擬的結果,大概得用力搓洗個20秒左右,與各國衛生單位的建議是類似;要是搓洗的時間太短,顆粒是不會脫離的,洗手的效果也會大打折扣。

當然,水龍頭開大一點、搓用力一點,有助於把髒東西洗掉,模擬的結果跟這個常識一致。這個研究只限於用清水洗手的情境,至於加上洗手乳、酒精、乾洗手的狀況,還有待研究。

這篇關於「如何洗手」的文章,發表於8月17日的《Physics of Fluids》,是「流體物理」,不是「可愛巧虎島」喔!

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