口罩無疑是武漢肺炎 (COVID-19) 疫情中一個重要預防工具，但千金難買一口罩，再加上一次性外科手術口罩對環境的破壞遠超所想，很多人都會用布料自製口罩。

問題卻是：到底哪種布料最好？是否應如外科手術口罩一樣，要用不同物料縫製呢？

美國阿貢國家實驗室 (Argonne National Laboratory) 與芝加哥大學的研究團隊在最新刊於 ACS Nano 的研究中，分析多種布料包括棉、絲綢、雪紡、法蘭絨、各種合成纖維的物理性和靜電過濾能力。團隊發現多層、混合使用不同布料最適合過濾微粒甚至是氣溶膠 (aerosol) ，但不貼合的口罩將會失去其原本過濾效果。

團隊以以下這個設計，將空氣中的氣溶膠困在氣溶膠混合室中，然後在 PVC 管的另一端固定要測些的布料，以了解有多少氣溶膠可穿過這些布料。

團隊測試了約 10 納米至 10 微米大小的微粒。正如在我之前的文章寫過 1 微米 (micrometer, ㎛) 等於 0.001 毫米， 1 納米 (nanometer, nm) 則等於 0.001 微米。一粒幼沙直徑約為 90 微米，一條人類頭髮則約為 50–70 微米，灰塵、花粉等則通常為 PM10 ，即 10 微米大，所以要起碼五粒 PM10 才等於一條頭髮的直徑， PM2.5 則通常來自汽車、工廠排出的金屬與有機物，至少 4 粒才等於一粒 PM10 的直徑，而絕大部份冠狀病毒已知直徑則約為 80–120 微米。

要留意的是，研究所用的微粒並非實際致病的冠狀病毒，而氣溶膠是否 COVID-19 的傳播媒介仍有很多爭議，但至少從這個研究中我們可以知道布料有無能力過濾相似大小（甚至更小）的微粒。

團隊最終發現，使用棉、絲綢、雪紡、法蘭絨等的單層物料只能過濾約 50% 以上的 10 納米至 6 微米微粒，而密度越高的物料則有越高的過濾能力；多層混合的布料能夠過濾大多數微粒，例如棉＋絲、棉＋雪紡、棉＋法蘭絨的過濾率都對 300 納米以下微粒有高過 80% 的過濾能力，對 300 納米以上則有高過 90% 過濾能力。

團隊就推斷單一物料只能物理性過濾到微粒，所以物料越密能過濾到的微粒就越多。相反，多重物料則有物理和靜電兩種過濾能力，令口罩過有效過濾微粒——當兩種物料輕微磨擦下就已經會產生靜電，而絲、雪紡等的物料都比棉更易產生靜電，可將氣溶膠等微粒保持在靜態環境中不被吸入。

不過，團隊強調就算無正確戴好口罩，又或口罩並不貼服，再好的口罩都無法有效過濾微粒：在實驗的後半部分，團隊在所測試的布料上戳孔，模擬不正壓戴口罩造成的空隙，令過濾能力減少 60% 以上。當然，如果你並非「熟手技工」就不要胡亂自家製口罩，還是用回符合各標準的外科手術口罩，亦應盡量到避免人多擠逼的地方、與朋友聚餐等，記得保持雙手清潔，免受 SARS-CoV-2 侵襲！

報告：
Konda, A., Prakash, A., Moss, G.A. & et al. (2020). Aerosol Filtration Efficiency of Common Fabrics Used in Respiratory Cloth Masks. ACS Nano published 24 April 2020. doi: 10.1021/acsnano.0c03252