经过这几个月的学习，许多人都知道外科口罩和N95口罩的防护核心就是中间的那个夹层——熔喷棉。

外科口罩分为3层，外面的两层是纺粘无纺布，中间的是熔喷棉。不管是纺粘无纺布，还是熔喷棉，都不是棉花做的，而是塑料聚丙烯（PP）做的。

北卡罗来纳州立大学无纺材料研究所的副所长、材料学教授 Behnam Pourdeyhimi 介绍，外科口罩的前后两层无纺布是没有过滤微生物的功效的，它们只能阻隔液滴，只有中间的那一层熔喷棉才具有过滤病菌的作用。

新冠爆发后，熔喷棉的价格飞涨，从之前的一吨 6 千美元，涨到了一吨 6 万美元。

可是问题来了，纺粘无纺布和熔喷棉的原材料都是聚丙烯，为什么只有熔喷棉才有过滤病菌的功能，而且它供不应求呢？

简单来说，这是因为医用熔喷棉的纤维贼细，而且制造医用熔喷棉的机器贼贵而且交货时间长。

过滤功能

其实，纤维的过滤效率（FE）是纤维的平均直径和填充密度决定的，纤维直径越小，过滤效率越高。

熔喷棉成品纤维的直径大概在0.5-10微米之间，而纺粘层纤维直径在20微米左右。因为纤维超细，所以熔喷棉有很大的表面积，可以吸附各种微颗粒。更厉害的是，熔喷棉还比较透气，因此是制作口罩滤芯的好材料，而纺粘无纺布不行。

制作纺粘无纺布时，聚丙烯熔化以后被拉成丝，然后结成网

和纺粘无纺布相比，熔喷棉的技术高端多了，实际上熔喷技术是目前唯一用于大规模生产微米级纤维的技术。

机器可以产生高速热气流，热气流将熔化的聚丙烯从开口极小的熔喷喷头喷出，效果和喷雾一样

迷雾一般的超细纤维会在滚筒或者平板上聚集起来，成为熔喷无纺布

但是，熔喷棉本身的过滤效率只有25%左右，N95口罩的95%的过滤效率是怎么来的呢？
这就要聊一聊医用熔喷棉制造过程中很关键的一步了——静电驻极处理。

是这样的，我们刚才说过口罩的过滤效率和直径和填充密度有关。但是，如果织得太密，口罩就不透气，戴的人就很难受。

如果不做静电驻极处理，能让人感觉不会憋死的熔喷布的过滤效率就只有25%。那怎样才能在保证过滤效率的同时提高透气性呢？

1995年， 田纳西大学的工程学家蔡秉燚（Peter P. Tsai）用想到了工业过滤中使用的静电除尘技术（electrostatic precipitation）。

在工业上（比如工厂的烟囱），为了过滤极小的颗粒，工程师会用电场给微粒带电，然后用电网把它们吸住。

受到这种技术的启发，许多人都曾尝试给塑料纤维带电，但是没有成功。但是蔡秉燚却做到了，他发明了一种给塑料带电的方法，将空气离子化，为熔喷布带静电，使其变成驻极体，也就是永久带电的材料。1层带静电的熔喷布不仅抵10层没过电的，还能够吸引直径为100纳米左右的颗粒，比如新冠病毒。

可以说，有了蔡秉燚的技术，才有了N95口罩。世界上数十亿人的生命都被这种技术保护着。

无巧不成书，蔡秉燚的静电驻极技术恰好叫做 the corona electrostatic charging，对，就是冠状病毒的同款 corona，不过这里的 corona 是电晕的意思。

看完医用级熔喷棉的制造过程，你就明白它的技术难度了。实际上，熔喷棉制造过程中最难的部分可能就是制造制造熔喷棉的机械了。

怎么判断口罩合不合格？

所以一个新的问题来了：怎么判断买到的口罩是合格的，而且是用熔喷棉做的呢？

其实方法很简单，分三步走。

首先，因为夹心饼干的外层纺粘无纺布具有防水性，合格的医用口罩应该是防水的，都不防水的话还怎么过滤口腔喷射的液滴？

其次，聚丙烯不容易着火，遇热倒是容易熔化，建筑材料燃烧性能等级为 B1，所以熔喷棉是不会燃烧的。如果用打火机烤，熔喷棉会卷起来烊掉，但是不会着火。

换句话说，如果你买到的口罩的中间层用打火机烤了会着火，那就是妥妥的假货。

第三，医用熔喷棉带有静电，所以可以吸起小纸片。

当然，如果你需要多次使用同一个口罩，N95的发明人蔡秉燚本人也有消毒的建议。

今年3月25号，蔡秉燚在田纳西大学的网页上表示，医用口罩和N95口罩的静电驻极效果很稳定，即使用70摄氏度的热风为口罩消毒30分钟，也不影响口罩的驻极体性质。不过，酒精会把熔喷布的电荷带走，所以不要用酒精对口罩进行消毒。