佩戴高階過濾口罩可以幫助預防新型冠狀病毒。但幾個小時後，這些緊密貼合的裝置也會讓人呼吸困難。例如，N95 呼吸器以有效阻擋病毒顆粒而聞名，但它們也會將可用氧氣量減少多達 20%。現在，斯坦福大學的一些研究人員正在透過一種行動式裝置來解決這個問題，該裝置可將純 O2 直接泵送到佩戴者。
斯坦福大學奈米級原型實驗室的機械工程師兼共同開發者 John Xu 說：“我的主要動機是嘗試恢復口罩中的氧氣濃度。” 這項功能可以使呼吸器更易於佩戴。“長時間佩戴 N95 口罩的人要麼感覺過熱，要麼幾乎感覺無法呼吸，因為口罩貼合非常緊密，並且佔據了面部如此大的表面積，”斯坦福大學醫學院的醫學生兼該大學醫學協作觸覺與機器人實驗室的機器人工程師 Yousi “Josey” Oquendo 說。“雖然舒適性似乎不如安全性那麼重要，但實際上它很重要，因為人們觸控口罩並試圖摘下口罩以便更好地呼吸的次數越多，他們交叉汙染口罩的風險就越高。”
Xu 通常開發用於更可持續汽車的燃料電池。這項工作也恰好涉及從普通空氣中濃縮氧氣，其中O2 大約佔 21%。“我們使用電化學過程透過電力從水中產生氧氣。然後還有一個”過程，該過程涉及使空氣多次透過膜以將氧氣濃縮在一側，他解釋說。Xu 正在測試這兩種方法，以開發一個可以佩戴在腰部的盒子，並透過一根管子將純淨、清潔的氧氣輸送到標準的 N95 口罩中。
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Oquendo 正在幫助開發附件，這些附件將使 Xu 正在開發的氧氣發生元件連線到任何 N95。“我們的設計原則是，您可以使用[新的] N95 [每次佩戴時]，然後我們的附件可以鉤在 N95 上，”Xu 說。
進入口罩的氧氣還將透過單獨的附件排出用過的空氣。“即使比輔助供氧更重要的是，僅從這些口罩中過濾掉二氧化碳和溼度對於使用者的舒適度和溫度控制都非常重要，”Oquendo 說。她指出，去除溼度不僅使 N95 更容易讓人佩戴，而且還減少了水分損壞。延長個人防護裝置 (PPE) 的壽命可以幫助它在口罩短缺時保持更長時間的使用。
賓夕法尼亞州立大學病毒學家 Moriah Szpara 指出，之前的研究已經檢驗了高階過濾口罩限制氧氣攝入的方式，她沒有參與新裝置的開發。“已經有相當多的研究記錄了這個問題，”她說。“這不是解決問題或記錄問題的第一次嘗試。但這肯定是一種新穎的方法，也是我以前沒有見過的。”
現有的工具稱為動力空氣淨化呼吸器 (PAPR)，它可以過濾空氣，然後將其吹入頭盔狀的頭飾中。Oquendo 說，PAPR 的成本可能在 1,000 美元左右。Xu 估計，斯坦福大學裝置的最高價格為 300 美元。它還可以與現有的 N95 配合使用，這意味著它覆蓋的面部更少。“任何更大程度地覆蓋您面部的東西都更具侵入性，並且在更大程度上[阻礙]您的視線，”Szpara 說。
研究人員已經開發了一個原型，並計劃與斯坦福醫院合作對其進行測試。一旦成功的模型經過測試，該裝置應該相對容易製造，因為製氧裝置和附件依賴於現有材料。“我們正在嘗試使用可以在大量生產的常用塑膠，”Oquendo 說。“目前正在使用的工程部件是批次生產的部件，在全國各地的人們都可以廣泛使用。”