2020年在供应短缺的情况下为了对抗 COVID-19，美国各地的医疗保健机构通过使用紫外线 (UV) 等方法对 N95 口罩等个人防护装备 (PPE) 进行消毒，以便重复使用。但是关于这些方法的安全性和有效性以及如何最有成效地施行的问题仍然存在。

NIST 的研究人员发现，在特定条件下，紫外线可以对口罩进行充分消毒，而不会造成任何不必要的改变。这些发现标志着朝着开发标准的、有科学依据的紫外线消毒方法迈出了关键一步，如果 PPE 供应不足，这种方法在未来可能至关重要。

如今，针对紫外线对 N95 口罩的影响所进行的最严格的检测中，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的研究人员表示，这些口罩可以在其形式或功能几乎不受影响的情况下被消毒。在美国国家标准与技术研究院的研究期刊上发表的一项新研究中，研究人员在联邦及私人合作伙伴的帮助下，仔细检查了紫外线下的 N95口罩是否有病毒痕迹，并寻找其纤维形状的变化，以及过滤气溶胶的能力和其它特性。

结果表明，研究人员朝着设计紫外线标准迈出了关键的一步，这可能在未来产生深远的影响。

“目前，紫外线技术在医疗保健环境方面还处于起步阶段，”这项研究的合著者、NIST的研究化学家和高级顾问Dianne Poster说。“而且本文中的数据有助于为这些应用成为例行程序奠定基础。”

N95 口罩为传染性呼吸道疾病提供了强大的防御。“N95”中的“95”是指口罩能够捕获至少 95% 的小至 75 纳米（十亿分之一米）的颗粒，这些颗粒可能含有冠状病毒等有害物质。然而，尽管 N95 的设计很有效，但它只供一次性使用。

2020年当COVID-19在美国首次爆发时，对PPE的需求远远超过供应，医护人员转而使用几种方法对口罩和其它PPE 进行消毒，包括UV-C灯，一种在其它杀菌应用中使用的相对常见的紫外线辐射类型。

几十年来，UV-C一直被用于清除空气、水和表面的细菌和病毒，其应用得到了科学研究的支持。但随着它突然广泛应用于N95口罩，这项技术被推入未知领域，人们对如何有效应用它知之甚少。

为了更好地了解如何使用UV-C对N95口罩进行消毒，NIST 与 UV-Concepts（一家目前未上市用于N95消毒的UV-C系统制造商）和ResInnova Laboratories（一家抗菌测试公司）携手合作。

这项新研究的作者们将N95口罩固定在 UV-Concepts 系统内的机架上——一个排有19盏UV-C灯并涂有反射表面的器件——然后用紫外线灯照射它们3分钟，每回10次。

研究团队用含有 OC43（一种人类冠状病毒，是引起 COVID-19 病毒的近亲）的溶液浸泡了一些口罩。经照射后，他们计数了剩余的活跃 OC43 病毒的数量，发现这种方法对 N95 口罩的三层都进行了充分消毒，甚至在某些区域能使病毒颗粒失活高达100%。

N95 口罩的卓越过滤功能归功于其三层结构。虽然最外层和最内层的纤维阻挡了水滴等大颗粒，但中间是更细的带电纤维，可以电吸引和捕获微小的亚微米气溶胶。信息来源：SEM 图像，A. Vladar/NIST；视频制作，J. Wang/NIST

但是N95口罩，无论是否消毒，都取决于它们的防护能力。

“目前尚不清楚用于灭活病毒的UV-C波长会产生臭氧等化学物质，这些化学物质可能会损坏N95口罩中的塑料。但检查仍然很重要，”这项研究的合著者、 NIST的研究员John Wright说。

作者们对 N95 口罩进行了大量的测试，以了解辐照是否对它们做出了完全改变，甚至改变了单根纤维。研究团队使用一种称为扫描电子显微镜的成像技术观察了这些纤维，这种技术可将口罩的图像放大2000 倍或者更多倍。两组口罩的三层分别经过辐照和未经辐照，得出的图像显示不同组的口罩纤维尺寸或形状没有显著差异。

万一紫外线的影响比显微镜观察到的要大，作者们会在其它地方寻找可能存在的变化。

Wright说，作者们测量了口罩对穿透其的空气的抵御程度，以查看紫外线是否会使N95口罩更难以呼吸。但再一次证明，紫外线似乎没有造成任何区别。

NIST的研究团队还检查了辐射是否会干扰N95 的过滤能力或机械性能。为了确定其过滤能力，研究人员将携带盐分的气溶胶流（模仿呼出气溶胶的大小）对准面罩，并计算有多少穿过。为了帮助他们计算机械性能，他们用一种称作机械测试仪的机器从口罩上剪下条带。再一次证明，经过辐照的口罩没有变化。

与此同时，CDC的国家职业安全与健康研究所 (NIOSH) 的专家们也研究了在防护罩内辐照过的N95口罩。尽管他们使用不同的方法来研究与 NIST 团队相同的一些口罩特征，以及口罩适合性等一些不同的方面，但他们得出了相同的结论。

将来，UV 行业的研究人员和成员可以根据作者们的数据采取初步措施，了解不同水平的 UV-C 辐射如何影响 N95口罩的性能和清洁度，这是标准化这些方法的必要条件。

更重要的是，当标准方法有限且需要跨学科的许多专家、能力和设施时，这项研究展示了协作的好处。

“就我个人而言，作为一个私有、独立的实验室，我发现能够在这个项目上与联邦机构和制造商合作是非常有益的，”ResInnova 实验室总裁兼首席执行官、该研究的合著者Matthew Hardwick说。

“通过这类合作制定的紫外线标准可以帮助我们应对下一次遇到的 PPE 供应链紧张的紧急情况，”Poster说道。