A head with its mouth open emits droplets and a magnified view

我们究竟如何飞沫传播,我们谈谈吗?工程师们发现了。

倍频程12年,2020年上午10时02分

金沙赌城的霍华德石和法国国家科学研究中心的manouk abkarian已经直接显现的讲话和呼吸产生,排出唾液的飞沫如何到空气中。

首次,研究人员已经直接显现讲如何产生和排出唾液飞沫到空气中。最小墨滴可以被其他人吸入,是一个主要的方式,呼吸道感染喜欢从人covid-19传播到人。

Laser set up used in lab

研究人员使用该激光片以照亮唾液液滴。的激光,始发在左侧,膨胀以形成一“片”由左到右和大约一米高去。研究对象(通常manouk CNRS的abkarian)将站在片的正面或旁边,这取决于实验。从他们的语音或呼吸的是越过片会产生闪烁,他们拍摄和计数下降。一些实验增添了万圣节雾机怎么看对象的呼吸或语音液滴与周围雾滴的运动互动。

采用高速成像,研究人员发现,当我们的嘴巴打开,产生讲话的声音,起初唾液润滑整个嘴唇差的膜。作为嘴唇部分,液体薄膜然后闯入长丝。从肺伸展和变薄长丝向外气流直到它们最终破裂和分散到空气中的液滴微乎其微 - 所有几分之一秒之内。

该液滴产生机构尤其显所谓停止辅音或“爆破音”喜欢“p”和“B”,形成该发声声音时需要嘴唇牢固地压在一起。称为denti肺泡爆破音等的声音,例如“t”和“d”,其涉及舌抵上齿和钳口脊只是齿后面,同样地在形成元音时相比大得多的速率产生液滴。

一本液滴形成和扩散过程的更深层次的理解应该导致新的,更好的缓解策略,帮助目前的冠状病毒与流感大流行暴发未来沿放缓。 

霍华德石

霍华德石

“我们已经提出,日常语音期间产生的液滴在口腔中的机构的第一直接可视化”之称 霍华德石,唐纳德河迪克森'69和伊丽莎白W上。狄克逊教授 机械和航空航天工程。 “我们的研究提供了深入了解液滴的起源当人们谈论,它可以在抑制像covid-19疾病的传播帮助。”

研究 出现倍频程2在杂志物理复习流体。石合着manouk abkarian,法国国家科学研究中心的(CNRS)研究主管研究,在中心蒙彼利埃的biologie structurale。 abkarian已经到普林斯顿2020年3月的开始,有计划,短期休假,巧合的是刚刚大学(和许多世界其他地方的)前进入大流行锁定。

在那些早期的周为covid-19感染率飙升,从多种学科的研究人员开始集中在病毒是如何传播。同样而言,石头和abkarian希望把自己的专业知识在流体力学熊的问题。在无症状的传输归零研究者;也就是说,通过谁没有咳嗽和打喷嚏的爆炸发射病原载货,空气中的颗粒人。

Close up of lips

研究人员利用高速摄影机分析演讲如何产生小液滴。

“我们在四月写了一个赠款提案时人谁不生病显然只是正常交互和谈话,探讨通过语音,角色参与无症状传输流体力学”说石。 

追求学习,石头和abkarian获得许可的大学,包括伦理审查委员会,访问他的校园的实验室,同时观察了严格的社会隔离协议来实现这一紧迫的工作。还有,abkarian执行的大部分在自己身上的实验,用石头讲一些额外的成像。实验装置涉及abkarian坐在椅子的房间弥漫着雾雾机。他各种发声语音而朝向激光片材,其是激光的平且薄的平面而言。激光片显露离去abkarian的嘴的任何颗粒由于光散射效应渡片时它们引起。高速照相机拍摄该散射,使研究人员能够衡量每讲话声音液滴生产水平。

以可视化的演讲中液滴的形成,同样的摄像头放大了演讲者的嘴。记录在极细节揭示在强照明每秒5000帧的摄像头。毫秒级,一帧一帧显示立体的显微镜的沉积,润滑性,对嘴唇唾液层作为嘴唇压在一起之前发出一个爆破音辅音。液体层绘制到垂直薄膜作为嘴唇分离。该膜一毫秒内变得不稳定,因为它膨胀到大约宽度为毫米。膜分割成许多长丝,薄迅速厘米延伸长度超过最终打入通过空气吹送向外滴离开说话者的嘴。

manouk abkarian in green light of lab

manouk abkarian

这卡住相机上的证据对比与有关雾化液滴的形成以前,大多是不支持的假说。液滴形成已被推定为以两种方式出现:从薄膜在肺深破裂,或从空气流在上呼吸道,包括咽喉和口腔剪切液滴关闭唾液涂覆的表面。陪审团仍然是出在那些其他拟议机制是否发挥超出了石头和abkarian记录机制的作用。

“没有一个人能够获得直接测量或肺或之前的上呼吸道液滴形成的可视化,说:” abkarian。 “现在我们的研究中,有令人信服的证据表明拉伸和演讲中唾液丝分裂是气溶胶形成的后面。”

戴口罩,如近普遍由公共卫生专家建议,在许多司法管辖区的规定,应有效地遏制驱逐气溶胶的显著部分,研究人员指出。石abkarian进一步指出,戴润唇膏的简单干预应在通话期间削减液滴形成。

当流行条件允许,石头和abkarian想在他们的研究中成像扩展到更多的参与者,以确认他们记录的液滴产生机制是人类语音的一般特征。

研究人员还感兴趣的是语言之间的差异的品种和声音的清晰度所调用的频率方面。它有可能与许多硬辅音某些语言的人,比如,往往会产生更多的液滴比语言特色更多地使用较软的元音的扬声器。人谁做生产在说话时,被称为“superemitters”其可用不一定是covid-19或其他唾液传播疾病超级传播者,但更多的唾沫。这是因为任何给定的液滴的感染力很可能是基于病毒含有量,感染covid-19的人谁恰好产生大量飞沫也可能没有在他们的唾液或呼吸道高病毒载量。

“我们还在学习非常多的关于covid-19是如何传播的,说:”石。 “我们的希望是,这项研究将在打击这一毁灭性流行病的总体努力提供帮助。”

“拉伸和演讲中分手口水长丝:病原体雾化和其潜在的减缓路线”被m。 abkarian和h。一种。石发表在10月物理评论液。 2(DOI:10.1103 / physrevfluids.5.102301)。该工作是由通过旅行资助国家科学基金会(NSF)和法国国家科学研究中心(CNRS)的支持。

研究和covid-19