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圣路易斯华盛顿大学新闻

麦凯维工程学院的气溶胶研究人员处理新型冠状病毒

圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院的研究人员处于气溶胶科学的前沿。气溶胶科学与工程中心(CASE)的研究范围从地球上空250英里的国际空间站一直延伸到遥远的海洋环境,从最广泛的范围到分子水平。

目前,这是解决COVID-19所需要的专业知识的范围,这种疾病是由SARS-Cov-2病毒引起的。麦凯维的专家们正在把他们的专长付诸实践。

研究人员正在以3万英尺的高度观察并放大到分子水平。而they’也在调查这两者之间的领域——在病毒影响我们所有人的地方。

这里是一些开创性的工作-发生在开创性的速度-正在进行的教职员工和研究人员在凯斯:

30000英尺的观点:

王健,案例总监;能源、环境和化学工程教授

王和他的实验室成员正在研究COVID-19造成的业务中断对大气气溶胶种群的影响。

他说:“我们正在观测位于亚速尔群岛的一个地面观测站的测量结果,该观测站位于北美洲下风数千公里处。”“我们有兴趣了解‘关闭’是否会导致偏远海洋环境的气溶胶浓度下降,以及气溶胶对海洋云层的影响。”

兰德尔·马丁,能源、环境和化学工程教授

马丁和他的团队正在利用卫星遥感技术来评估全球空气污染是如何随着COVID-19而变化的。他还与同事合作,了解空气污染如何影响一氧化碳19型的死亡率。

4月5日,哈佛大学发表了一项关于美国长期暴露于空气污染和covid19死亡率的全国性研究,来自他的团队的数据也被包括在内。

兰德尔·马丁(Randall Martin)提供的数据被莉莎·弗里德曼(Lisa Friedman)在《纽约时报》的一篇文章中引用。(图片:凯文·c·考克斯/盖蒂图片社)

这项发表在《纽约时报》上的研究发现,PM2.5(可嵌入呼吸道的细颗粒物)每立方米增加1微克,covid19的死亡率就会增加15%。

教育副院长杰·特纳;能源、环境和化学工程教授

特纳和他的团队一直在肯塔基州路易斯维尔的一个社区进行长期的空气质量测量,并将在covid19大流行期间继续进行这些测量和相应的实验室样本分析。他们将分析数据,以确定是否有变化的空气质量和暴露。

特纳说:“我们每两个月收集一次为期两周的样本,这样做已经有18个月了。”这些测量结果是为美国国家卫生研究院(nih)资助的一项关于绿色对心血管健康影响的研究而进行的。和许多环境研究项目一样,我们只是恰好在这个时候在现场,可以跟踪COVID-19对环境负担的影响。”

在地上:

助理副校长Pratim Biswas;美国能源部环境与能源部长化学工程;露西和;斯坦利Lopata教授;及气溶胶及空气质素研究实验室(AAQRL)主任

香港大学气溶胶及空气质素研究实验室的研究人员,正与医学院传染病学系的内科医生梁士芬及医学院助理教授Laura Marks博士合作。Liang和Marks与covid19病人一起在第一线工作,他们部署了碘传感器来监测空气中的浓度,为医护人员提供病人观察室的情况的快速概览。

比斯瓦斯公司还拥有一项空气净化专利技术:一种光电离子静电除尘器,它不仅能高效地去除颗粒,而且被证明是完全灭活生物制剂,包括一系列的病毒。这将是理想的使用通风,室内环境。

能源、环境和化学工程助理教授Rajan Chakrabarty说

Chakrabarty已经使用计算机建模来确定社会距离如何与医疗保健需求相关,基于不同的场景,包括医院病床和ICU病床。

假设美国不打算永远实现社会距离,他说,“我们发现基于我们的数据集,你必须小心不要延长间歇社会距离通过比5:1更长一段距离/ no-distancing时期。超过这个比例,社交距离的好处就会减少到可以忽略不计的程度。”

他的模型独特之处在于它包含了年龄分层,并基于以下几点预测了流行性感冒6037s随时间的演变:

  • 未报告的COVID-19例的估计数目
  • 关闭学校和企业的时间长短
  • 老年人社交距离的长短
预计ICU床位供需比(图:Payton Beeler)

放大:

布伦特·威廉姆斯,雷蒙德·r·塔克杰出创业发展副教授

威廉姆斯是两个研究小组之一的负责人,他们研究口罩过滤病毒和小液滴等微粒的能力。研究团队正在为公众研究低技术的解决方案;与高效的N95口罩相比,不同的口罩材料;以及N95口罩的稳定性和性能。他们与医学院和山姆·福克斯设计学院合作。视觉艺术的面具设计和适合。

麦凯维工程学院的研究人员正在测试不同材料制成的口罩在卫生保健场所的使用能力。模型头部是由医学院的Uday Jammalamadaka 3D打印的。(礼貌:布伦特·威廉姆斯)

他说:“我们正在研究在不同的颗粒大小和不同的空气流速下,这些材料/口罩能去除多少颗粒。”“大颗粒和小颗粒是通过不同的物理机制收集到口罩上的,所以不同大小颗粒的收集性能是不同的。”

Biswas

AAQRL的研究人员正在努力更好地了解SARS-CoV-2的传染性和抗病毒药物的气溶胶化(关于自组装和变性的研究)。这项重要的基础研究将有助于开发抗病毒药物的气溶胶传递方法,并在适当的位置对其进行有效靶向。这项工作是由博士生郝昭在Biswas’的指导下完成的。

通过空气传播SARS-CoV-2病毒:建立了详细的气溶胶动力学模型,并用于准确估计空气传播病毒的寿命。博士生Sukrant Dhawan和Biswas正在研究这个重要的问题。

AAQRL也是一个测试设备的所在地,它可以决定过滤器的大小。了解可供公众使用的替代材料的效率是很重要的,因此研究人员正在测试各种商用和自制的口罩。这项工作由博士生David Dhanraj、Shruti Choudhary和Ben Kumfer领导。比斯瓦斯正在指导这项研究。

计算了不同初始液滴的典型蒸发时间和沉降时间。方针是,对于任何滴不到100µm,蒸发不容忽视。(右)轨迹100µmµm和粒子发出的一个典型的初始速度的释放表明更大的扩散蒸发是占时在水平方向上。的生活时间10µm粒子从8.3分钟增加到12小时(将拦截之前);和100µm粒子从4.9到39.4秒。(礼貌:Pratim Biswas)

理查德·阿克塞尔鲍姆,《Stifel &环境工程科学教授

阿克塞尔鲍姆还在努力寻找解决医护人员可用的N95口罩短缺的办法。

他考虑了过滤材料和适合度等因素,但也考虑了相关的科学概念,如流体动力学——这很重要,因为当我们吸气时驱动空气(呼吸)运动的力量与我们呼气时驱动空气(呼吸)运动的力量不同。因此,不同的人对口罩的要求也不同,这取决于我们是要保护佩戴者,还是要保护他人免受佩戴者的伤害。

WashU对COVID-19
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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://source.wustl.edu/2020/04/aerosol-researchers-at-mckelvey-school-of-engineering-tackle-novel-coronavirus/