文章來(lái)源：蝌蚪五線(xiàn)譜

2020年，在前所未有的全球大疫情之下，人類(lèi)史無(wú)前例地與口罩產(chǎn)生了強(qiáng)烈的羈絆。這種原本只有少數(shù)人會(huì)使用的特別醫(yī)療物資，突然成為了大眾日常生活的必需品，甚至可以說(shuō)，口罩是目前對(duì)抗新冠的最強(qiáng)大武器之一。

那看起來(lái)如此簡(jiǎn)單輕巧的口罩，是怎么誕生的呢?

布片到鳥(niǎo)嘴：遮擋異味

中世紀(jì)的歐洲蔓延著很多疫病。文藝復(fù)興時(shí)期的畫(huà)作中，就描繪了人們用手帕遮擋口鼻防止得病的場(chǎng)景。

1720年，法國(guó)馬賽鼠疫爆發(fā)得最嚴(yán)重的時(shí)候，整個(gè)城市及周邊地區(qū)約有十萬(wàn)人喪生。挖墓人替死者們下葬時(shí)，須用布緊緊裹著臉保護(hù)自己。

實(shí)際上，鼠疫是通過(guò)老鼠身上的跳蚤傳播的，佩戴這種布料口罩并沒(méi)有什么用。不過(guò)，當(dāng)時(shí)的人認(rèn)為，鼠疫是通過(guò)腐敗的臭味在空氣傳播的，所以他們的行為也就很合理了。

由于用布料包裹口鼻太不方便，人們特意給醫(yī)生發(fā)明了一種類(lèi)似于鳥(niǎo)嘴的口罩，這大概就是最初的口罩了吧。

誰(shuí)發(fā)明了口罩?外國(guó)人還是中國(guó)人?

這種鳥(niǎo)嘴口罩實(shí)際上是面罩——面罩上有兩個(gè)眼睛處的玻璃開(kāi)口，嘴部彎曲呈鳥(niǎo)嘴型，面罩的最前方有兩個(gè)小鼻孔供氣體進(jìn)出，為什么要這么長(zhǎng)長(zhǎng)的鳥(niǎo)嘴呢?

因?yàn)槔镱^裝填了香料、干花、薄荷等物質(zhì)，醫(yī)生戴上面罩后，呼吸到的空氣就是帶有香味的了，在當(dāng)時(shí)的人看來(lái)，這就是把致病的東西過(guò)濾掉了。

雖然鳥(niǎo)嘴口罩的防護(hù)能力基本為零，但這套裝束也有可借鑒的地方，醫(yī)生們除了戴鳥(niǎo)嘴口罩外，還會(huì)穿長(zhǎng)袍、戴帽子手套等防護(hù)工具，避免接觸病人，這些手段還是有可取之處的。

手術(shù)時(shí)的口罩：阻擋唾液

1870年代之后，科學(xué)家們逐漸意識(shí)到了細(xì)菌的存在。隨著現(xiàn)代微生物學(xué)的發(fā)展，原本“臭味傳播疾病”的觀(guān)點(diǎn)逐漸被拋棄。

1890年代，德國(guó)細(xì)菌學(xué)家卡爾·弗呂哥(Carl Flugge)提出，肺結(jié)核是通過(guò)飛沫在空氣中傳播的。

根據(jù)這個(gè)“口水飛沫很可能散播疾病”的觀(guān)點(diǎn)，1897年，外科醫(yī)生們第一次戴上了口罩。

誰(shuí)發(fā)明了口罩?外國(guó)人還是中國(guó)人?

德國(guó)細(xì)菌學(xué)家卡爾·弗呂哥(Wikipedia)

其實(shí)，這些口罩的防護(hù)能力并不強(qiáng)。它們只是松松垮垮地掛在臉上，細(xì)菌、病毒顆粒還是可以從側(cè)面進(jìn)入的。

不過(guò)，醫(yī)生們戴這些口罩的目的并不是為了保護(hù)自己，他們是擔(dān)心手術(shù)期間說(shuō)話(huà)、咳嗽、打噴嚏時(shí)的飛沫會(huì)進(jìn)入病人的傷口。

這種外科口罩逐漸在各地推廣開(kāi)來(lái)，不過(guò)它們的使用場(chǎng)景很局限，僅限于外科手術(shù)間內(nèi)，作用一直都被嚴(yán)重低估，直到1910年秋天，一場(chǎng)可怕的瘟疫席卷了中國(guó)東北。

1900年代的手術(shù)臺(tái)，只有主刀的兩人戴了口罩(Wikipedia)

第一次在防疫中大顯身手

在東北爆發(fā)的是鼠疫。當(dāng)時(shí)像是世界末日，在最初的癥狀出現(xiàn)后的一兩天內(nèi)，病人就會(huì)死亡，鼠疫幾乎殺死了每一個(gè)感染者。最要命的是，人們當(dāng)時(shí)連這種病是怎么傳播的都不知道。

一位名叫伍連德的醫(yī)生被雇傭來(lái)領(lǐng)導(dǎo)防疫工作。他曾在劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)生，但跟全球各地關(guān)注這場(chǎng)瘟疫的醫(yī)生們相比，他的履歷可以說(shuō)是不值一提。

他在調(diào)查研究后大膽地提出了一個(gè)新觀(guān)點(diǎn)：這次的鼠疫并不是由跳蚤傳播的，而是靠空氣傳播。

伍連德(Wikipedia)

根據(jù)這個(gè)觀(guān)點(diǎn)，伍連德想起了他在美國(guó)手術(shù)室里見(jiàn)過(guò)的外科口罩，于是用紗布和棉布制成了相似但是更佳堅(jiān)固耐用的版本。這項(xiàng)發(fā)明是一項(xiàng)重要的突破，口罩的防護(hù)能力大大增強(qiáng)。

不過(guò)，當(dāng)時(shí)很多人懷疑他的觀(guān)點(diǎn)：因?yàn)槭笠哌^(guò)去都是靠跳蚤傳播的，怎么會(huì)突然變成了靠空氣傳播了呢?

有一位名叫葛瑞德·梅斯尼(Gerald Mesny)的法國(guó)醫(yī)生就強(qiáng)烈否認(rèn)伍連德的說(shuō)法。為了證明伍連德的口罩沒(méi)用，他在沒(méi)有保護(hù)裝備的情況下直接到鼠疫醫(yī)院看望生病的患者，結(jié)果兩天后就因?yàn)楦腥臼攀懒恕?/p>

伍連德的口罩在臨床和實(shí)驗(yàn)中都被證實(shí)有效。1911年初，口罩的產(chǎn)量大幅增加，成功阻止了瘟疫的蔓延，而伍連德很快成為了國(guó)際報(bào)紙爭(zhēng)相報(bào)道的英雄人物。

因?yàn)榭谡謱?duì)大眾來(lái)說(shuō)是一種非常新穎的東西，而佩戴著口罩的照片刊登在黑白報(bào)紙上時(shí)有著強(qiáng)烈的吸引眼球的能力，這種病毒式的報(bào)道和宣傳，也意外地讓口罩成為了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的象征。

不久后，1918年西班牙流感大流行，人們紛紛戴上口罩，更是進(jìn)一步推廣了口罩。

1911年，東北的醫(yī)學(xué)工作者(劍橋大學(xué))

N95的誕生

不過(guò)，科學(xué)家們很快發(fā)現(xiàn)，這種布口罩的防護(hù)能力依然還有進(jìn)步空間。1972年，3M公司開(kāi)發(fā)出了第一個(gè)N95口罩。3M公司的前身其實(shí)是一家礦業(yè)公司。

它之所以積極開(kāi)發(fā)防護(hù)口罩，是因?yàn)榈V業(yè)工人也需要口罩來(lái)保護(hù)，可以減少職業(yè)性粉塵肺病的發(fā)生。而“N95”意味著這些口罩能夠過(guò)濾掉至少95%的空氣中的顆粒。

N95口罩(3M公司)

N95口罩的設(shè)計(jì)究竟是什么樣的呢?在顯微鏡下， 可以看到有很多細(xì)長(zhǎng)緊密的纖維，中間有一些空隙，可以讓空氣流通。

當(dāng)顆粒(比如粉塵和病毒)被吸入口罩時(shí)，它們會(huì)因?yàn)殪o電而被吸附在口罩的纖維上。這種口罩佩戴得越久，濾過(guò)能力就越強(qiáng)，因?yàn)槔w維捕獲的顆粒越多，就越能吸附更多顆粒。

然而，隨著時(shí)間的推移，纖維之間的空隙越來(lái)越小，呼吸也會(huì)變得困難。這就是為什么N95口罩最好不要一次佩戴超過(guò)八個(gè)小時(shí)的原因。

N95的納米纖維，以及各類(lèi)物體的大小對(duì)比(從左到右：病毒、pm2.5粉塵、頭發(fā)、花粉)(Teflex)

除了讓人呼吸困難之外，N95其實(shí)還有別的缺點(diǎn)：它的設(shè)計(jì)不能很好地貼合兒童的臉部，如果佩戴者留著胡子，密封效果同樣很差。而且在高風(fēng)險(xiǎn)的手術(shù)室中的N95口罩是沒(méi)有呼吸閥的(這是為了保護(hù)手術(shù)的病人)，所以佩戴時(shí)口罩會(huì)變得滾燙。

在新冠的大流行之后，N95口罩再一次登上了國(guó)際矚目的舞臺(tái)。成千上萬(wàn)的科學(xué)家們此時(shí)此刻正在研究如何更好地改進(jìn)N95口罩，也許不久的未來(lái)，我們又可以再一次見(jiàn)證口罩的升級(jí)了。