В своем обновленном руководстве в начале 2022 года Центры США по контролю и профилактике заболеваний заявили, что маски из свободной ткани обеспечивают наименьшую защиту от COVID-19, а маски N95 и KN95 обеспечивают наибольшую защиту. Тем не менее, по прошествии более двух лет с начала пандемии нет полного понимания характеристик масок для наиболее оптимальной защиты.

В разделе «Физика жидкостей» исследователи из Университета штата Флорида и Университета Джона Хопкинса используют анализ основных компонентов (PCA) вместе с гидродинамическими моделями, чтобы показать решающее значение правильной подгонки для всех типов масок и то, как форма лица влияет на наиболее идеальную посадку. Исследование предполагает, что двойное ношение неправильно подобранных масок не может значительно повысить эффективность маски и создает ложное чувство безопасности.

Больше слоев означает менее пористое покрытие лица, что приводит к большему потоку, вытесняемому из зазоров по периметру (по бокам, сверху и снизу) в масках с менее надежной посадкой. Двойные слои повышают эффективность фильтрации только при хорошей подгонке маски, но также могут привести к затруднению дыхания. Исследователи смоделировали умеренный кашель изо рта взрослого мужчины, носящего тканевую маску на носу и рту с эластичными лентами, обернутыми вокруг ушей. Они рассчитали максимальный объемный расход через переднюю часть маски и периферийные зазоры при различных уровнях пористости материала.

Для более реалистичной трехмерной формы и размера лица исследователи использовали PCA, в который были включены головы 100 взрослых мужчин и 100 взрослых женщин, полученные из данных сканирования головы в Базельском университете в Швейцарии. PCA сжимает большие наборы переменных, сохраняя при этом большую часть информации. Их модель показала, как небольшая асимметрия, характерная для всех лицевых структур, может повлиять на правильную посадку маски. Например, маска может более плотно прилегать к левой стороне лица, чем к правой.

«Асимметрия лица почти незаметна для глаз, но становится очевидной из-за кашля, идущего через маску», — сказал соавтор Томас Солано из Университета штата Флорида. «В данном конкретном случае единственная наблюдаемая нефильтрованная утечка происходит через верхнюю часть. Однако для разных форм лица также возможна утечка через нижнюю и боковые стороны маски». Создание «дизайнерских масок», адаптированных к лицу каждого человека, нецелесообразно в больших масштабах. Тем не менее, моделирование на основе PCA можно использовать для разработки более качественных масок для различных групп населения, выявляя общие различия между структурами лица мужчин и женщин или детей и пожилых людей и связанный с этим поток воздуха через маски.

https://phys.org/news/2022-05-mask-problems-masking-covid-.html