چگونه قطرات بزاق در هوا پخش می‌شوند؟

 

برای اولین بار، دانشمندان “دانشگاه پرینستون” آمریکا بصورت مستقیم مکانیزم تولید قطرات در حفره دهان در حین گفتار روزمره را تصویرسازی کردند.

طی این مطالعه آن‌ها از یک تکنیک تصویربرداری با سرعت بالا استفاده کردند تا نشان دهند دقیقاً چگونه هنگام صحبت کردن قطرات بزاق به بیرون پخش می‌شوند. وقتی دهان ما باز می‌شود تا صدا‌های گفتاری تولید کند، ابتدا یک نوار بزاق دهان بر روی لب پخش می‌شود. با جدا شدن لب‌ها، این نوار مایع به نوار‌های رشته مانند شکسته و تبدیل می‌شود.

 

جریان هوای خارج شده از ریه‌ها، رشته‌ها را کشیده و نازک‌تر می‌کند تا اینکه سرانجام آن‌ها پاره شده و به صورت قطره‌های کوچک در هوا پراکنده می‌شوند و نکته جالب این است که تمامی این‌ها تنها در کسری از ثانیه رخ می‌دهد.

درک عمیق‌تر از تشکیل این قطرات و روند پراکندگی می‌تواند به ایجاد استراتژی‌های جدید و بهتر برای کمک به کاهش سرعت شیوع بیماری همه‌گیر ویروس کرونا ختم شود. هاوارد آلوین استون (Howard Alvin Stone) استاد دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضای دانشگاه پرینستون گفت: مطالعه ما بینشی جدید در مورد منشا قطرات بیرون آمده از دهان هنگام صحبت را فراهم می‌کند که این موضوع می‌تواند به جلوگیری از شیوع بیماری‌هایی مانند کووید-۱۹ کمک کند.

در هفته‌های ابتدایی شیوع کووید-۱۹، دانشمندان سراسر جهان بر درک نحوه انتقال ویروس متمرکز بودند. به همین ترتیب، دانشمندان این مطالعه می‌خواستند تخصص مکانیک سیالات خود را در مورد این حل مشکل بکار گیرند.

 

آن‌ها بر نحوه انتقال بیماری در افراد بدون علامت تمرکز داشتند، افرادی که سرفه و عطسه نمی‌کردند، اما بطور انفجاری ذرات مملو از هوا و عوامل بیماری زا را منتشر می‌کردند را مورد بررسی قرار دادند. استون گفت: ما در ماه آوریل یک مقاله درباره انتقال بیماری توسط افراد ناقل بدون علامت نوشتیم.

طی این مطالعه، “مانوک آبکاریان” (Manouk Abkarian) مدیر تحقیق مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) بیشتر آزمایشات را روی خودش انجام داد و از صحبت کردن استون تصویربرداری کرد.

آزمایش بدین گونه بود که آبکاریان روی صندلی در اتاقی مه آلود (مه حاصل از ماشین تولید کننده مه) نشسته بود. او در حالی که به سمت یک صفحه لیزر، یک صفحه تخت و یک صفحه نازک با نور لیزر صحبت می‌کرد، آوا‌های مختلفی را بیان کرد.

 

صفحه لیزر به دلیل اثر پراکندگی نور هنگام عبور از صفحه، ذرات خارج شده از دهان آبکاریان را شناسایی کرد. یک دوربین سریع تصاویر این پراکندگی را ثبت کرد و این موضوع محققان را قادر ساخت تا با تجزیه و تحلیل داده‌ها بتوانند میزان تولید قطرات را در هر صدای گفتاری اندازه‌گیری کنند.

دانشمندان برای تجسم شکل‌گیری قطرات در حین صحبت کردن، تصاویر ثبت شده توسط دوربین قرار داده شده در داخل دهان فرد صحبت کننده را بزرگنمایی کردند. دوربین با جزئیات شگفت انگیز پنج هزار فریم در هر ثانیه تحت نور شدید تصاویر را ثبت می‌کرد.

به گفته محققان فرض بر این است که تشکیل قطرات به دو روش اتفاق می‌افتد: از راه ترکیدن لایه‌های/نوار‌های نازک در اعماق ریه‌ها یا از طریق قطرات برشی جریان هوا حاصل از سطوح پوشش داده شده با بزاق در مجرای هوایی فوقانی که شامل گلو و دهان است.

آبکاریان گفت: کسی قبلاً نتوانسته است به صورت مستقیم تشکیل قطرات در ریه‌ها یا مجاری هوایی فوقانی را تصویرسازی کند.

محققان خاطرنشان کردند همانطور که توسط کارشناسان بهداشت عمومی در جهان توصیه می‌شود، استفاده از ماسک می‌تواند در جلوگیری از پخش شدن این ذرات به بیرون موثر باشد.