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為什么洗手要洗夠20秒？科學(xué)的解釋是這樣的！
2024-06-26
洗手是我們日常生活中再普通不過(guò)的一個(gè)動(dòng)作，然而，你是否知道，洗手并非是簡(jiǎn)單地用水沖洗，而是需要持續一定時(shí)間，尤其在公共衛生事件頻發(fā)的今天，正確洗手的重要性更加凸顯。我們經(jīng)常聽(tīng)到專(zhuān)家和健康機構建議，用洗手液（肥皂）和清水徹底搓洗雙手至少20秒。但你或許好奇過(guò)：“這20秒的依據是從哪里來(lái)的呢？”為什么一定要這么長(cháng)的時(shí)間呢？這其中有什么科學(xué)道理嗎？
洗手是我們每天都要經(jīng)歷的事情，但是它其實(shí)一點(diǎn)也不簡(jiǎn)單。密歇根州立大學(xué)的研究人員于2013年發(fā)布的一項調查曾發(fā)現，只有5%的人能正確洗手。該研究團隊觀(guān)察了3749人在酒吧、餐館和其他公共場(chǎng)所的洗手間洗手的情況。結果發(fā)現，人們洗手的平均時(shí)間約為6秒。其中，15%的男性根本不洗手，而女性的這一比例為7%。此外，33%的人不使用肥皂，而且如果水槽很臟，人們不太可能洗手；而在有鼓勵人們洗手標志的地方，人們更有可能洗手。
3749個(gè)樣本的整體洗手行為和洗手時(shí)間統計
回想我們每天洗手的過(guò)程，大多數時(shí)候都是用水沖洗表面可見(jiàn)的污垢。大多數人也認為，洗手時(shí)用水沖洗可見(jiàn)的污垢，就可以保持手的清潔。但其實(shí)，不用肥皂或洗手液、洗手時(shí)間短，都會(huì )讓洗手的效果大打折扣。為了證實(shí)這點(diǎn)，美國的新聞網(wǎng)站Vox曾做過(guò)一個(gè)洗手的小實(shí)驗。他們通過(guò)“實(shí)驗”和“理論”兩個(gè)方面，為正確洗手“劃重點(diǎn)”：要想洗掉手上的病毒，一定要用肥皂或洗手液，并且需要洗手至少20秒以上。
為了直觀(guān)展示洗手的效果，研究人員使用Glo Germ產(chǎn)品（一種在紫外線(xiàn)下發(fā)光的模擬細菌和病毒的產(chǎn)品）進(jìn)行實(shí)驗，洗完手后在紫外燈下越亮說(shuō)明細菌越多手越臟，越黑就意味著(zhù)細菌越少手越干凈。通過(guò)下面的幾張圖我們可以直觀(guān)地看到使用肥皂或洗手液，并且洗20秒以上的效果：下圖第一張展示的是用清水進(jìn)行沖洗的實(shí)驗，結果表明這幾乎沒(méi)什么用；第二張圖展示的是研究人員用肥皂洗手5到10秒左右，雖然干凈很多，但依然有部分細菌和病毒頑固地不肯“離開(kāi)”；第三張圖則是用肥皂或洗手液洗手，并且把洗手的時(shí)長(cháng)延長(cháng)到20秒，能夠看出在這種情況下，手的干凈程度與前兩種情況截然不同。
Vox新聞網(wǎng)站上通過(guò)實(shí)驗展示使用洗手液或肥皂，并洗20秒以上的效果
其實(shí)，這個(gè)原理并不復雜。“冠狀病毒”屬于“包膜病毒”，它的外層有糖蛋白和脂質(zhì)構成的包膜。這樣的結構讓病毒變得像“油漬”一樣，如果不用肥皂或洗手液，只使用清水洗手，由于“水油”不相溶，包膜不會(huì )被水破壞，水只能順著(zhù)病毒流過(guò)，不會(huì )對其造成任何影響。而對于肥皂分子來(lái)說(shuō)，它的一端是親水部位，一端是親油部位。親油的一端會(huì )立馬附著(zhù)在病毒的（脂肪）包膜層，把病毒瓦解得一干二凈。用肥皂水洗手時(shí)，要破壞病毒表面的脂膜，需要延長(cháng)洗手時(shí)間，給肥皂分子創(chuàng )造足夠長(cháng)的作用時(shí)間。
只使用清水洗手時(shí)，水順著(zhù)病毒流過(guò)，未對病毒造成任何影響
現在我們從化學(xué)的角度明白了，用洗手液或肥皂洗手20秒以上的原因，那么，從流體力學(xué)的角度又該如何解釋呢？
2021年8月17日，來(lái)自英國伯恩的顧問(wèn)保羅?哈蒙德(Paul Hammond) 在流體力學(xué)top期刊《Physics of Fluids》發(fā)表了一篇題為“Will we ever wash our hands of lubrication theory?”的論文。在文中，研究人員通過(guò)模擬洗手，估計了從手上去除病毒和細菌等顆粒的時(shí)間尺度。這個(gè)問(wèn)題抽象成流體力學(xué)數學(xué)模型就是一個(gè)波形面沿著(zhù)另一個(gè)波形面變化，兩者之間有一層液體薄膜。波形面的表面代表手，它們在小空間尺度上是粗糙的，而病毒和細菌等顆粒就被困在了靠近粗糙表面的勢阱中。
換句話(huà)說(shuō)，顆粒在山谷底部，為了讓它們逃脫，水流的能量必須足夠高，才能讓它們爬上來(lái)離開(kāi)山谷。而流動(dòng)的液體的強度取決于手的移動(dòng)速度。更強的流動(dòng)更容易去除顆粒。這就好比擦洗襯衫上的污漬：動(dòng)作越快，污漬就越有可能去除并洗掉。即使粒子能被清除，這個(gè)過(guò)程也不可能很快。哈蒙德的模型結果表明，洗手需要猛搓20秒的才能去除附著(zhù)在手上的潛在病毒和細菌等顆粒，這個(gè)時(shí)間也恰好和疾控中心的洗手指南一致。
模型中粒子運動(dòng)的一種情況：粒子從紅點(diǎn)開(kāi)始，停留在手的表面（黑色波浪線(xiàn)）。它沿著(zhù)藍色路徑“逃”出手，然后在水中自由移動(dòng)。
洗手20秒的科學(xué)依據涉及流體力學(xué)和化學(xué)原理，通過(guò)深入理解這些原理，我們可以更好地認識到正確洗手的重要性，并在日常生活中實(shí)踐。為了自己和他人的健康，讓我們從每次洗手做起，養成良好的衛生習慣。
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