如何自制有一定防護(hù)效果的口罩（附手繪版），這要從醫(yī)用口罩的抗菌原理說起

有人分析過，目前全國口罩的日需求最少在1.5億個(gè)：

那么我國到底每天能生產(chǎn)多少口罩呢？以下截圖是中國新聞網(wǎng)2月5日公布的日產(chǎn)量，“口罩日產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到1480萬只，其中n95的口罩達(dá)到11.6萬只”

看了這組數(shù)據(jù)對(duì)比，也就理解了為什么口罩現(xiàn)在全國甚至全世界關(guān)注的硬通貨。為什么國人買空了全球市場上的口罩仍無法阻止國內(nèi)外口罩價(jià)格瘋漲、網(wǎng)上騙子和微商橫行。我們這些不上前線但是要正常工作生活的普通人該怎么辦？

自制的口罩質(zhì)量能過關(guān)嗎？

于是我研究了無數(shù)篇口罩文和視頻后的自救方案后，收獲以下的重點(diǎn)和結(jié)論：

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劃重點(diǎn) 

1、口罩至少為三層結(jié)構(gòu)，即SMS層。

2、其中M層最有價(jià)值，能有效阻隔病菌的M層。

3、能有效阻隔病菌的M層叫Meltblown熔噴無紡布，但是不做靜電處理一樣沒啥用。

4、做過駐極處理的M層具有靜電吸附功能，這樣才能有效阻隔95% 0.3微米的顆粒。

5、酒精、干蒸、濕蒸都會(huì)破壞靜電吸附功能，口罩只能掛著吹吹風(fēng)。

3層結(jié)構(gòu)的醫(yī)用口罩解析圖 茅根媽媽繪圖

總結(jié)

尋找M層的材料應(yīng)從

靜電吸附功能的濾棉無紡布出發(fā)。

參考文章：

中國能生產(chǎn)多少口罩？解析從石油到醫(yī)用口罩的制造流程 （任易）

日本專家教你戴口罩 （林萍在日本）

怎樣自制高效的醫(yī)用外科/防護(hù)口罩 （熊貓先生/知乎）

N 95口罩能否通過噴灑酒精的方式重復(fù)使用？（知乎）

掃描電鏡圖解哪種口罩能保護(hù)好您和家人 （儀器信息網(wǎng)）

看完口罩真實(shí)供需數(shù)據(jù)后，我人直接就傻了...

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醫(yī)用口罩抗菌原理 

可起到病毒防護(hù)作用的口罩主要有醫(yī)用外科口罩和N95口罩。

新型冠狀病毒直徑約60-140nm(0.06~0.14微米）。醫(yī)用外科口罩對(duì)于0.3微米級(jí)的微粒過濾效率只有30%，但由于病毒、細(xì)菌等病原在空氣中不能孤立存在，必須依附于塵埃、飛沫等微團(tuán)，因此也可以提供有效的病毒防護(hù)。

N95口罩的0.3微米級(jí)的微粒過濾效率可達(dá)95%以上，且能更好地貼合人體面部，所以能起到更好的病毒預(yù)防作用。

這兩種口罩帶來病毒過濾作用的主要材料就是極細(xì)密且?guī)ъo電的M層過濾布——熔噴無紡布Metlblown。

醫(yī)用口罩的過濾機(jī)制是布朗擴(kuò)散、截留、慣性碰撞、重力沉降和 靜電吸附。前四種都是物理因素，就是熔噴法生產(chǎn)的無紡布自然具有的特性：過濾性約為35%。

因此光有熔噴布是達(dá)不到醫(yī)用口罩要求的，我們還需要對(duì)材料進(jìn)行產(chǎn)生靜電吸附功能的駐極處理：讓纖維帶上電荷，用靜電捕獲新冠病毒所在的氣溶膠。

通過荷電纖維的庫侖力實(shí)現(xiàn)對(duì)新冠病毒飛沫（氣溶膠）的捕獲，讓過濾材料表面更開闊，對(duì)微粒的捕獲能力更強(qiáng)，而材料處理后的電荷密度越大加，對(duì)顆粒的吸附和極化效應(yīng)就越強(qiáng)。所以， 過濾層的熔噴無紡布過濾材料，必須要經(jīng)過駐極處理，才能在不改變呼吸阻力的前提下，實(shí)現(xiàn)95%的過濾性，才能有效防病毒。

醫(yī)用口罩生產(chǎn)后還需用環(huán)氧乙烷消毒并且靜置7天解析環(huán)氧乙烷，才能被認(rèn)定為合格的、安全的、可用于隔離新冠病毒傳播的。

掃描電鏡下的一次性醫(yī)用口罩剖面 圖片來源：儀器信息網(wǎng)

掃描電鏡下的N95口罩剖面 圖片來源：儀器信息網(wǎng)

經(jīng)過駐極處理的熔噴無紡布主要材質(zhì)是聚丙烯，可以捕捉粉塵。

聚丙烯（PP）原料

含有肺炎病毒的飛沫靠近熔噴無紡布后，會(huì)被靜電吸附在無紡布表面，無法透過。這就是這種材料隔絕病菌的原理。

圖片來源：儀器信息網(wǎng)

熔噴無紡布的纖維直徑在0.5-10微米之間 （新型冠狀病毒直徑約0.06~0.14微米），孔隙對(duì)比納米級(jí)的病毒顯得巨大無比。

因此，要想成功捕捉病菌病毒就要依靠靜電了。

由于粉塵被超細(xì)靜電纖維捕捉住后，極不易因清洗而脫離，且水洗亦會(huì)被破壞靜電的吸塵能力。因此這種口罩只能一次性使用。 

靜電處理過的熔噴無紡布過濾層怕水怕熱怕酒精。所以各種干濕蒸曬太陽吹風(fēng)的消毒方法都會(huì)或多或少破壞了過濾層的靜電以及纖維結(jié)構(gòu)，使過濾性能直線下降。

醫(yī)用外科口罩和N95杯型口罩的構(gòu)成

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了醫(yī)用口罩的核心材料就是 駐極處理 （使無紡布產(chǎn)生靜電吸附能力的一種處理方式）之后的 聚丙烯熔噴無紡布。 

口罩基本都是三層的，帶有病毒的顆粒到達(dá)核心材料區(qū)就被阻隔了 

SMS 結(jié)構(gòu)對(duì)各種物質(zhì)的阻隔效果示意圖 茅根媽媽繪圖

口罩三層結(jié)構(gòu)每一層的功能不同：

外層具有防飛沫設(shè)計(jì)，

中層過濾，

內(nèi)存吸濕。

SMS 結(jié)構(gòu)對(duì)各種物質(zhì)的阻隔效果示意圖 茅根媽媽手繪 

N95杯型口罩的三層結(jié)構(gòu)分別是：

外層的針刺棉（也就是不織布）；

中層的40克（每平方克重）甚至更重的熔噴無紡布及

內(nèi)層的紡粘無紡布組成。

醫(yī)用外科口罩的三層結(jié)構(gòu)分別是：

外層紡粘無紡布；

中層20克（每平方克重）熔噴無紡布；

內(nèi)層紡粘無紡布

N95口罩和一次性醫(yī)用口罩結(jié)果對(duì)比茅根媽媽手繪

可代用材料

可代用材料茅根媽媽手繪

口罩外層

先看外層的功能就是阻隔液體飛濺，N95的材質(zhì)是針刺棉（不織布），一次性醫(yī)用是紡粘無紡布，均沒有特殊的技術(shù)要求。

因此，外層材料可以使用比較厚實(shí)的梭織布，醫(yī)用一次性床單，醫(yī)療器械包布、不易損爛的廚房紙這類。

醫(yī)療器械包布

醫(yī)用一次性床單

最重要的M層

N95熔噴無紡布幾乎已經(jīng)買不到了。

不過我也不敢買，前面說過了熔噴布要做駐極處理才有用，所以我購買了3米一卷的3M空調(diào)靜電濾網(wǎng)。

3M的空調(diào)靜電濾網(wǎng)

網(wǎng)上有人推薦吸塵器的紙袋，可以過濾掉0.3微米的顆粒；另外，市面上有很多靜電除塵紙，但是擔(dān)心其生產(chǎn)的衛(wèi)生狀態(tài)，所以不太推薦。

水刺無紡布除塵紙，孔隙更大了

網(wǎng)上這幾日盛傳乳墊、姨媽巾阻隔，我查了一下也是SMS結(jié)構(gòu)，甚至是SMMS結(jié)構(gòu)，但是乳墊和姨媽巾中的高分子鎖水夾層和熔噴布的病毒阻隔機(jī)理不一樣，也未標(biāo)明是否使用了靜電處理，廠家也沒有提供數(shù)據(jù)表明夾層可以阻隔微米級(jí)甚至納米級(jí)的病菌病毒。上述，我都不太敢推薦。

內(nèi)層材料

可能是最容易辦到的， 醫(yī)用紗布或者紙巾都可以，如果有棉布口罩那么內(nèi)層的材料就可以省卻，直接每天煮沸消毒棉布口罩就可以了。 

耳帶

推薦女生使用的素色發(fā)圈，比裸露的橡皮筋更親膚。

鼻夾金屬條

從舊的口罩上拆下，或者用細(xì)的電線導(dǎo)線

訂書機(jī)

代替縫紉機(jī)和手工。

自制方法

我特地拆了三個(gè)規(guī)格的一次性醫(yī)用口罩，分別是：

兒童款（3-6歲）12.5cmX8cm

女子款 14cmX9cm

男子款 16cmX9cm

一次性醫(yī)用口罩的三個(gè)規(guī)格 茅根媽媽手繪

裁剪尺寸，以女子款為例，分別是：

S1和M層同樣大小，17cm寬，17cm高；

S2層要包住上下兩邊，要預(yù)留1.5cm每邊，所以略高3cm：17cm寬，20cm高。

三個(gè)規(guī)格口罩的裁剪尺寸 茅根媽媽手繪

制作方法如圖：

1、將S2/M/S1層，依次平鋪，S2層上下各留1.5cm

2、將從舊口罩上拆下的金屬條放在S1層的上邊

3、將S2層向下折疊包住金屬條后，上下包邊并用訂書機(jī)釘住，手工復(fù)合層完工。使用訂書機(jī)時(shí)注意正反面，反面釘應(yīng)向外，否則會(huì)摩擦皮膚 （提示：金屬釘可能含鎳，會(huì)引發(fā)皮膚不適，建議不怕麻煩的話，請(qǐng)使用手工）

4、將手工復(fù)合后的SMS層折疊到預(yù)設(shè)高度，用訂書機(jī)固定褶皺

5、在側(cè)面放置發(fā)圈后再翻折形成一條發(fā)圈的通道，并固定于口罩上

口罩的制作方法 茅根媽媽手繪

6、使用時(shí)有兩個(gè)小tips

Tips-1

日本的醫(yī)生提醒使用前記得在中間折疊一下，這樣做可以使得口罩更加貼合面部。

使用時(shí)有兩個(gè)小tips之一茅根媽媽手繪

Tips-2

可以用紙箱的提手拉著耳帶以緩解長期佩戴引起的耳廓不適。

使用時(shí)有兩個(gè)小tips之一茅根媽媽手繪

結(jié)語

這個(gè)自制口罩對(duì)我們有沒有用？

那肯定比沒有或比下面這個(gè)明顯缺失了最重要的M層安慰罩靠譜多了。

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

這個(gè)自制口罩對(duì)醫(yī)護(hù)人員和社區(qū)一線人員有沒有用？ 
當(dāng)然沒有用，未來很長一段時(shí)間，全球都會(huì)口罩短缺，口罩的日產(chǎn)能和日消耗量的缺口是十倍數(shù)級(jí)的，我們后方的人如果非必要就盡量不要出門，不要同醫(yī)護(hù)和社工搶口罩，我們搶到的是他們的盔甲和盾牌。 

請(qǐng)把最好的物資留給前線為全人類戰(zhàn)斗的勇士，他們決不能裸奔。 

最后，獻(xiàn)上手繪圖兩張：

自制口罩 茅根媽媽手繪