Simuleringsresultat med stor virvel av aerosol-"molnen" som genereras av andningen av en infekterad värd i ett turbulent gränsskikt. Upphovsman:Rajat Mittal, Charles Meneveau och Wen Wu
Den fortsatta ökningen av covid-19-infektion runt om i världen har lett till att forskare från många olika områden, inklusive biomedicin, epidemiologi, virologi, vätskedynamik, aerosolfysik, och allmän ordning, att studera dynamiken i luftburen transmission.
I Vätskans fysik , forskare från Johns Hopkins University och University of Mississippi använde en modell för att förstå luftburen överföring som är utformad för att vara tillgänglig för ett brett spektrum av människor, inklusive nonscientists.
Använder grundläggande koncept för vätskedynamik och kända faktorer vid luftburen överföring av sjukdomar, forskarna föreslår ojämlikhetsmodellen Contagion Airborne Transmission (CAT). Även om inte alla faktorer i CAT-ojämlikhetsmodellen kanske är kända, den kan fortfarande användas för att bedöma relativa risker, eftersom situationsrisken är proportionell mot exponeringstiden.
Med hjälp av modellen, forskarna fastställde att skyddet mot överföring ökar med fysiskt avstånd i en ungefär linjär proportion.
"Om du dubblar ditt avstånd, du fördubblar i allmänhet ditt skydd, "sa författaren Rajat Mittal." Denna typ av skalning eller regel kan hjälpa till att informera politiken. "
Forskarna fann också att även enkla tygmasker ger betydande skydd och kan minska spridningen av covid-19.
"Vi visar också att all fysisk aktivitet som ökar andningshastigheten och volymen hos människor ökar risken för överföring, ", sa Mittal. "Dessa resultat har viktiga konsekvenser för återöppningen av skolor, gym, eller gallerior."
CAT-ojämlikhetsmodellen är inspirerad av Drake-ekvationen inom astrobiologi och utvecklar en liknande faktorisering baserad på tanken att luftburen överföring sker om en mottaglig person andas in en viral dos som överstiger den minsta infektionsdosen.
Modellen inkluderar variabler som kan läggas till i vart och ett av de tre stadierna av luftburen överföring:generering, uteslutning, och aerosolisering av de virusinnehållande dropparna från munnen och näsan på en infekterad värd; spridningen och transporten via omgivande luftströmmar; och inandning av droppar eller aerosoler och avsättning av viruset i andningsslemhinnan hos en mottaglig person.
Forskarna hoppas kunna titta närmare på ansiktsmaskens effektivitet och överföringsdetaljerna i utomhusutrymmen med hög densitet. Utöver covid-19, denna modell baserad på CAT-ojämlikheten skulle kunna tillämpas på luftburen överföring av andra luftvägsinfektioner, som influensa, tuberkulos, och mässling.