
在疫情持續影響全球的背景下,科學界不斷尋找更有效的防護和篩檢工具。一款由哈佛大學與麻省理工學院合作研發的創新型口罩,突破傳統防疫概念,不僅具備阻擋病毒的功能,還能在約90分鐘內進行新冠病毒的篩檢,預計將為公共衛生帶來重要的解決方案。
口罩內嵌PCR等級的病毒檢測技術
這款口罩獨特之處在於其內建的微型檢測裝置,配備一個小型儲液器,內含病毒試劑與乾燥的水分。使用者只需佩戴口罩超過30分鐘,然後按下外側的按鈕,儲液器中的水便會被釋放,與口罩內呼出氣體的化學物質反應。
待約90分鐘後,檢測結果會在口罩的顯示條上以類似驗孕棒的線條來呈現,得知自己是否感染新冠病毒。這項技術利用冷凍乾燥生物反應的原理,科學家曾應用於伊波拉與茲卡病毒的疫情,經過改良後成功融入口罩應用中。
技術原理與未來應用展望
該口罩內部的病毒反應劑在檢測時會與添加的水分進行化學反應,判定呼氣中的病毒含量。研發團隊表示,這種技術的敏感度與PCR病毒篩檢相當,速度則媲美快篩,極大提升篩檢的效率與便利性。
此外,該口罩在外層裝有拋棄式的檢測裝置,未來可以根據需要更換不同的試劑,達到篩檢其他病毒的目標。研發者之一的柯林斯(James Collins)指出,這款偵測器不僅能裝在口罩上,也可應用於醫護人員穿戴的實驗衣等,未來或可改善一線醫護在高曝露風險下的防護效率。
殺菌功能與醫療級口罩的技術革新
除了病毒篩檢,科學家也積極研發具有殺菌效果的口罩。例如,麻省理工教授史特拉諾(Michael Strano)正致力於改良口罩材質,將銅線網格加入並加熱到160°C,以殺死口罩上的病毒與細菌,這樣的設計能確保長時間使用仍維持高效的防護能力。
為了保證使用者的舒適度,設計中運用了橡膠絕緣層與半導體冷卻器,使得口罩在殺菌時不會讓人感到悶熱。此外,該殺菌口罩由九伏特電池供能,具有多次消毒功能,且重量約在200克左右,預估售價不會超過10美元。
多功能設計與未來展望
另一款由英國公司Medi-Immune推出的UVC紫外線殺菌口罩,則設計為佩戴者背負或腰掛一個小型殺菌裝置,並連接一條管子,將呼出氣體抽送進小包內殺菌。使用後的空氣經過紫外線殺菌裝置,提供乾淨且除病毒的空氣供應。
這些科技創新代表未來口罩不僅是被動阻絕病毒的屏障,更是積極殺菌、即時篩檢的前線裝備。研發團隊正申請專利,並與廠商合作量產,預計不久將會推向市場,降低成本與提升應用範圍,期望能在後疫情時代充分發揮防疫的重要角色。
口罩在應對疫情中的轉變角色
過去,口罩扮演阻隔病毒的角色,但現代科技的融入,讓它變得更為多元。不僅能進行快速篩檢,還有望演變為能主動殺死病毒的殺菌裝置。這為醫護人員和日常民眾提供了更強的保護層,或成為新冠疫情後的健康守護新標準。
相關專家觀點與未來可能的改進方向
西英格蘭大學的專家席爾曼認為,這類高感測度的口罩,其防護效果甚至可媲美抗病毒疫苗。伴隨著技術的進步,未來口罩有望融合更多智能感測器,持續監測佩戴者的安全狀況,成為個人衛生與公共安全的前哨之一。