Mehr als ein Jahrhundert nach der Zahl der Todesopfer der spanischen Grippe von 50 Millionen Menschen ist die Bewegung von ausgeatmeten Flüssigkeitströpfchen mit Infektionskrankheiten weitgehend unbekannt geblieben, aber Wissenschaftler arbeiten daran, die Strömungsphysik von Atemwegserkrankungen zu untersuchen - und glauben, dass dies der Fall sein wirdSchlüssel zur Eindämmung der COVID-19-Krankheit gemäß a Studie veröffentlicht an der Universität Cambridge Journal of Fluid Mechanics .
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COVID-19 Fluiddynamik und Getriebe
Experten für öffentliche Gesundheit haben seit der spanischen Grippe von 1918 - einer der schlimmsten Pandemien in der Geschichte - die Standardempfehlungen zur Umgehung von Atemwegserkrankungen nicht geändert. Die Grundlagen sind dieselben: Sicherheitsabstand zu Menschen einhalten, Hände mit Wasser und Seife waschenKeime zu beseitigen und Nase und Mund mit einer Gesichtsmaske zu bedecken Bandanas wirken. Aber auch jetzt bleibt ein Großteil des Verhaltens von Flüssigkeitströpfchen ein Rätsel. entsprechend zu phys.org.
Professor für Maschinenbau an der Whiting School of Engineering mit Schwerpunkt auf rechnergestützter Fluiddynamik ist der Ansicht, dass mehr Forschung zu Flüssigkeitströpfchen im Zusammenhang mit der Übertragung von Coronaviren bei der Bekämpfung der Pandemie von entscheidender Bedeutung sein wird.
Fluiddynamik im Lebensmittelgeschäft
Die Idee kam Mittal zum ersten Mal auf, als er durch sein Lebensmittelgeschäft lief, wo er Käufer beim Anziehen von Schutzmasken beobachtete. Und seine Gedanken gingen an einen Ort, an den Forscher normalerweise gehen, wenn sie mit etwas Neuem konfrontiert werden: Wissenschaft.
"Ich habe mich gefragt, ob es Daten über die Aerodynamik dieser Masken gibt, um zu quantifizieren, was sie wirklich tun", sagte Mittal. "Als ich anfing, in die Literatur einzutauchen, wurde klar, dass sich die Fluiddynamik mit fast allen überschneidetAspekt dieser Pandemie: Wie Tröpfchen gebildet und transportiert werden, wie sie andere infizieren, die Beatmungsgeräte, mit denen wir Patienten mit dieser Krankheit behandeln, sogar vorbeugende Maßnahmen wie Gesichtsmasken - viele dieser Probleme hängen letztendlich mit dem Flüssigkeitsfluss zusammen. "
Um den Denkkonsens in diesem Bereich voranzutreiben, haben Mittal und ein Team seiner Fakultätskollegen eine Analyse der bekannten Fluiddynamik von COVID-19 erstellt und welche Fragen noch unbeantwortet bleiben.
COVID-19-Übertragung über Tröpfchen
Atemwegsinfektionen können sich über virusübertragende Tröpfchen, die sich durch die Luft bewegen, oder durch Kontakt mit tröpfchenkontaminierten Oberflächen zwischen Menschen ausbreiten. Infizierte Menschen vertreiben die Tröpfchen häufig durch Niesen oder Husten - ein klassisches Zeichen dafür, dass andere sich einer Infektion entziehenDie Realität der Übertragung ist komplexer und beinhaltet die Anzahl der Tröpfchen, ihre Größe und Geschwindigkeit bei exspiratorischen Ereignissen wie Atmen, Niesen und Husten.
Niesen kann Tausende großer Tröpfchen mit hoher Relativgeschwindigkeit ausstoßen, während Husten erzeugt 10 bis 100 Mal weniger Tröpfchen. Beim Sprechen werden weit weniger Tröpfchen ausgestoßen - mit etwa 50 pro Sekunde sind sie auch kleiner. Diese Tröpfchen schweben wahrscheinlich in der Luft, bewegen sich weiter durch die Luft und übertragen COVID-19-Infektion einmal eingeatmet. Größere Tröpfchen verlassen jedoch eher Oberflächen kontaminiert und Infektion durch taktile Berührung verbreiten.
Da die flüssige Natur dieses Phänomens sehr komplex ist, bleibt der Konsens über das Tröpfchenverhalten inmitten von COVID-19 schwer fassbar.