Новости

«Мультифазное турбулентное поднимающееся облако» — именно так ученые обозначили физическое состояние воздуха, выбрасываемого из легких при кашле или чихании. Лидия Буроиба (Lydia Bourouiba) и ее коллеги из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA) считают, что новый термин принципиально меняет представления о кашле и чихе. Раньше считалось, что из легких выбрасываются распыленные капли слизи и слюны, которые распространяется на расстояние нескольких метров. Однако высокоскоростная визуализация процесса, вместе с математическим моделированием и лабораторными симуляциями показали, что происходящее намного сложнее.

Во-первых, ученые выяснили, что чем меньше частица, тем она дальше летит. Если бы полет проходил в вакууме, то импульс определял бы победителя по-другому: более массивные частицы летят дальше. Но взаимодействие частиц в газовой фазе влияют на их траекторию. Подобно тому, как дым поднимается от трубки курильщика, мельчайшие частицы облака, возникшего в результате чихания, также стремятся наверх. Большие капли падают на землю быстрее, в то время как мельчайшие могут распространяться очень далеко. По сравнению с предшествующими оценками оказалось, что капли диаметром 100 мкм распространяются в пять раз дальше, а 10 мкм — в 200 раз дальше. Частицы размером 50 мкм и меньше могут находиться в воздухе достаточно долго, чтобы проникнуть в системы вентиляции помещений.

Если в помещении находится заразный больной, который чихает, он способен распространить заразу на все помещение, и в зависимости от системы вентиляции, инфекция может проникнуть в очень отдаленные комнаты. Возможности циркуляции микробов в больницах при описанных свойствах воздушно-капельного распространения сильно возрастают. Вентиляционные системы самолетов, возможно, необходимо проектировать иначе — в противном случае у всех пассажиров не останется шансов избежать заражения в течение нескольких часов полета. Ученые MIT продолжают свои эксперименты, чтобы выяснить динамику дробления капель на мельчайшие частицы, и понять, как это может влиять на эпидемиологию ряда заболеваний.

Ссылки по теме:

 — Journal of Fluid Mechanics, 2014; doi: 10.1017/jfm.2014.88

 — MIT, 2014

Фото © depositphotos.com