你可能不知道，你已拥有未来生活的重要装备——口罩

你可能会将防毒面具视为笨重、恐怖、只在间谍电影或第一次世界大战博物馆中出现的军事设备。然而，你可能已经拥有了一种技术原理与之惊人相似的口罩。而在不久的将来，我们可能需要依赖这些过滤器作为日常生活的必备品。除了新兴疾病，从1996年到2021年，野火发生的频率已经增加了三倍以上。

防毒面具如何工作？它们能保护我们免受新旧空气威胁吗？

随着火灾燃烧时间更长、覆盖范围更广，每年受烟雾影响的人数也在增加。气候变化还导致更多炎热、阳光明媚的日子，这加速了地面有毒臭氧的产生。那么，这些口罩是如何工作的呢？假设口罩贴合严密，这种技术可以通过两种方式捕捉污染物：按大小过滤或吸引特定的化学物质。

让我们以森林火灾为例，当森林燃烧时，它们会产生各种各样的化学物质。近距离内，污染物的种类繁多且浓度极高，任何过滤器都无法发挥作用——这就是为什么消防员需要携带自己的空气供应设备。但在更远的地方，情况则有所不同。尽管仍存在多种化学物质，但它们大多聚集成了直径小于2.5微米的微小固体或液体颗粒。

这种颗粒物正是你在烟雾中看到和闻到的，对儿童、老年人以及呼吸系统或心血管疾病患者尤其危险。幸运的是，这些颗粒物大多足够大，可以被最基础的过滤器捕获，这些过滤器由聚丙烯或玻璃纤维制成，宽度大约是人类头发的十分之一。

在显微镜下，这些纤维看起来像一片浓密的森林。在这个尺度上，这些纤维具有一个特殊性质：通常，当你使用筛子时，你过滤掉的是大于筛孔的物体。但这些聚丙烯纤维能够捕获比它们之间的间隙小得多的颗粒。这是因为，当颗粒与纤维碰撞时，范德华力会使它们粘附，就像它们是由魔术贴制成的一样。

此外，基于大小的过滤器可以使用带电纤维吸引那些并未直接碰撞的颗粒。这就是为什么即使是最简单的N95口罩也能捕捉至少95%的颗粒物，而N100口罩或带有高效颗粒空气过滤器的空气净化器能够捕捉至少99.97%的颗粒物。

然而，一些污染物仍然太小，无法用这种方法过滤，比如臭氧分子。这些分子几乎和我们需要呼吸的氧气一样大，接触它们与哮喘、呼吸道疾病甚至早逝有关。

我们过滤这些微小分子的最佳选择是活性炭口罩。在微观层面，活性炭看起来像一片广阔的黑色蜂巢，其高度多孔的结构可以捕捉微小的臭氧分子。但为了捕获其他污染物，如硫化氢、氯气和氨气，这种材料仍需要帮助。

对于这些威胁，我们需要将活性炭与一些简单的化学物质结合。如果污染物是酸性的，我们可以用碱性化学物质浸泡过滤器。当两者相遇时，它们会发生反应，气体被捕获。类似地，我们可以使用酸来捕获碱性污染物。

即使有了合适的口罩，仍然需要检查空气质量指标，并在威胁等级高时待在室内。就像口罩一样，你需要确保你的房子密封良好，比如关闭窗户，关闭通风扇，使用带有HEPA过滤器的空气净化器，或者它们的更便宜的DIY版本——科西-罗森塔尔盒。

遵循这些指南可以帮助我们在努力预防这些污染物的同时，轻松呼吸。回到文章开头，你可能已经拥有了一种未来生活的关键装备——口罩。它不仅能够保护我们免受空气污染的侵害，更是我们应对环境变化的一种象征。

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