درک پویایی خطرناک قطره ها


سیستم عامل حسگر بی سیم ، نرم و متصل به پوست که برای نصب شیار قفسه سینه طراحی شده است. دستگاه پوشیدنی منجر به درک بهتر پویایی قطرات در بیماری همه گیر COVID-19 می شود. اعتبار: KunHyuk Lee ، دانشگاه نورث وسترن

محققانی که فیزیک مایعات را مطالعه می کنند می آموزند که چرا برخی شرایط خطر انتقال قطرات بیماری هایی مانند COVID-19 را افزایش می دهد.

در هفتاد و سومین نشست سالانه بخش دینامیک سیالات از انجمن فیزیکی آمریکا ، دانشمندان شواهد جدیدی ارائه دادند که نشان می دهد ملاقات در داخل خانه خطرناک است – به خصوص اگر هوا سرد و مرطوب باشد و حتی اگر بیش از شش فوت از افراد دیگر فاصله داشته باشید. . آنها حدس زدند که کدام ماسک ها بیشترین قطره های عفونی را می گیرند. و آنها ابزارهای جدیدی را برای اندازه گیری ابرخوری ها فراهم کردند.

Svetapro Chaudhuri ، استاد مهندسی دانشگاه تورنتو و یکی از محققان گفت: “مدلهای اپیدمیولوژیک فعلی برای بیماریهای تنفسی عفونی ، فیزیک اساسی جریان انتقال بیماری را در نظر نمی گیرند.”

لیدیا بوریبا ، فیزیکدان ریاضی و استاد آزمایشگاه انتقال مایع در MIT توضیح داد ، اما مایعات و پویایی آنها برای شکل گیری حمل و نقل عوامل بیماریزا بسیار مهم است ، که بر انتقال بیماری های عفونی تأثیر می گذارد. وی در مورد کارهایی که طی ده سال گذشته انجام داده است سخنرانی دعوت کرد و پویایی مایعات بیماری های عفونی و انتقال بیماری را روشن کرد.

بوریبا گفت: “کار من نشان داده است که بازدم قطرات جدا نیست ، بلکه در واقع به صورت یک ابر متلاطم چند فاز خارج می شود. این ابر گازها برای افزایش دامنه و تغییر فیزیک تبخیر قطرات موجود در آن بسیار مهم است.” “در زمینه بیماری های عفونی تنفسی ، به ویژه اکنون COVID-19 ، این کار بر اهمیت تغییر دستورالعمل های فاصله و محافظت بر اساس مطالعات پویایی مایع ، به ویژه با توجه به وجود این ابر تأکید می کند.”

Buruiba نمونه هایی از تعدادی از بیماری های عفونی ، از جمله COVID-19 را ارائه داد ، و در مورد این نتیجه گیری که بازدم شامل رژیم های مختلف جریان است ، علاوه بر تقسیم مایعات ناپایدار غنی از مایع مخاطی پیچیده ، بحث کرد. تحقیقات وی اهمیت فاز گاز را نشان می دهد ، که می تواند تصویر فیزیکی بازدم و قطرات را کاملا تغییر دهد.

Drubaditya Mitra ، دانشمند موسسه فیزیک نظری شمال و تیم وی دریافتند که می توانند با استفاده از معادلات ریاضی که عطر را کنترل می کنند ، چقدر طول می کشد تا قطرات ویروس به داخل خانه برسد. به نظر می رسد: اصلاً خیلی طولانی نیست.

عطری که شخصی پشت میز یا کابین بعدی می پوشد ، به دلیل تلاطم هوا به بینی شما می رسد. قطرات ریز ، که توسط فرد آلوده استفراغ می شود ، به همین ترتیب گسترش می یابد. محققان دریافتند که زیر یک فاصله نسبی که به عنوان مقیاس انتگرال شناخته می شود ، قطرات به صورت بالستیک و خیلی سریع حرکت می کنند.

حتی بالاتر از مقیاس انتگرال خطر وجود دارد. مثالی را در نظر بگیرید که مقیاس انتگرال دو متر است. اگر سه فوت – کمی زیر ده پا – از یک فرد آلوده بایستید ، قطرات آنها تقریباً در عرض یک دقیقه به شما می رسد.

میترا که این تحقیق را با همکارش آکشی باتناگار از انستیتوی فیزیک نظری شمال و آشیل کومار ورما و رهول پاندیت از انستیتوی علوم هند انجام داده است ، گفت: “این به ما نشان داد که بیشتر قوانین مربوط به فاصله اجتماعی چقدر بی فایده است.”

علاوه بر سفر دورتر و سریعتر ، قطرات می توانند در خانه بیش از آنچه تصور می شد زنده بمانند.







تجسم عمر قطرات در هوای سرد ، با RH = 90٪ و دمای محیط 10C. اعتبار: Detlef Lochse

تحقیقات در دهه 1930 تجزیه و تحلیل مدت زمان زنده ماندن قطرات تنفسی قبل از تبخیر یا برخورد به زمین را انجام داد. تقریباً قرن ها کشف در قلب مانتو فعلی ما قرار دارد که “شش فوت دور از دیگران ایستاده” است.

فیزیکدانان دانشگاه توونته در این مورد تجدید نظر کرده اند. آنها یک شبیه سازی عددی انجام دادند که نشان می دهد عمر قطرات می تواند بیش از 100 برابر بیشتر از استانداردهای دهه 1930 افزایش یابد.

دتلف لوخس ، فیزیکدان ، که تیم را هدایت می کرد ، گفت: “قوانین کنونی برای فاصله ی اجتماعی بر اساس مدلی است که باید تاکنون منسوخ شود.”

در یک فضای سرد و مرطوب ، قطرات بازدم به سرعت تبخیر نمی شوند. تورم مرطوب گرم تولید شده همچنین از قطرات محافظت کرده و باعث افزایش طول عمر آنها و همچنین اثرات جمعی می شود.

برخی از قطره ها بیشتر از سایرین باعث بیماری شما می شوند. دانشگاه تورنتو چودوری ، با محققانی از انستیتوی علوم هند و دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیگو ، با استفاده از آزمایش بزاق انسان و تجزیه و تحلیل محاسباتی ، در حال تحقیق در مورد چرایی آن هستند.

آنها دریافتند که برخی از عفونی ترین قطرات از 10 تا 50 میکرون اندازه شروع می شوند. چاودوری گفت: “بر اساس فرضیات خاص ، به نظر می رسد اگر همه از ماسك استفاده كنند كه می تواند از بیرون آمدن همه قطرات بیش از 5 میكرون جلوگیری كند ، منحنی همه گیری را می توان صاف كرد.”

باقی مانده قطرات خشک نیز خطر جدی ایجاد می کند: ماندگاری آن بسیار بیشتر از خود قطرات است و در صورت قدرتمند بودن ویروس می تواند تعداد زیادی از افراد را آلوده کند.

این تیم از یافته های خود برای تهیه مدلی برای انتقال بیماری استفاده کرد. چاودوری گفت: “کار ما فیزیك ریز قطرات و نقش اصلی آن را در تعیین شیوع عفونت در مقیاس كلان متصل می كند.”

برای درک بهتر پویایی قطره در بیماری همه گیر COVID-19 ، تیمی از دانشگاه نورث وسترن و دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین ظرفیت یک دستگاه پوشیدنی جدید را آزمایش کردند. حسگر باریک ، بی سیم و انعطاف پذیر مانند برچسب به پایین گردن متصل می شود تا سیگنال های حیاتی را دریافت کند. در آزمایشات بالینی فعلی از این دستگاه با بیماران بیمارستان استفاده می شود.

تیم تحقیق دریافت که این دستگاه با الگوریتم های یادگیری ماشین خود بین سرفه کردن ، صحبت کردن ، خندیدن و سایر فعالیت های تنفسی تفاوت دارد. محققان از سرعت ردیابی ذرات و دسی بل برای تجزیه و تحلیل قطرات تولید شده توسط حامل های دستگاه استفاده کردند.

جین-ته کیم ، محقق مهندسی پزشکی ، که تحقیقات را رهبری می کند ، گفت: “انواع مختلف گفتار می تواند تعداد و پویایی قطرات را به شدت متفاوت ایجاد کند.”

این دستگاه می تواند کمک کند تا روشن شود که چرا بعضی از افراد به طور غیرمعمول مسری می شوند – اصطلاحاً ابر پخش کننده. کیم گفت: “یافته های ما بیشتر به نیاز اساسی حسگرهای پیوسته یکپارچه با پوست برای درک بهتر بیماری همه گیر پرداخته است.”


حرکت قطره تنفسی ، تبخیر و گسترش بیماریهای همه گیر COVID-19


اطلاعات بیشتر:
dfd2020chicago.org/program/

تهیه شده توسط انجمن فیزیکی آمریکا

نقل قول: درک پویایی قطرات خطرناک (2020 ، 24 نوامبر) ، بازیابی شده در 24 نوامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-11-dangerous-droplet-dynamics.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*