Vask dine hænder i 20 sekunder:Fysikken viser hvorfor

Selvom håndvask har vist sig at være effektiv til at bekæmpe spredning af sygdom og infektion, fysikken bag er sjældent blevet undersøgt. Men i Fysik af væsker , forskere fra Hammond Consulting Limited beskriver en simpel model, der fanger nøglemekanikken ved håndvask.

Ved at simulere håndvask, de estimerede tidsskalaerne for hvilke partikler, som vira og bakterier, blev fjernet fra hænderne.

Den matematiske model virker i to dimensioner, med en bølget overflade, der bevæger sig forbi en anden bølget overflade, og en tynd film af væske mellem de to. Bølgede overflader repræsenterer hænder, fordi de er ru på små rumlige skalaer.

Partikler er fanget på de ru overflader af hånden i potentielle brønde. Med andre ord, de er i bunden af ​​en dal, og for at de kan flygte, energien fra vandstrømmen skal være høj nok til at få dem op og ud af dalen.

Styrken af ​​den strømmende væske afhænger af hastigheden af ​​de bevægende hænder. Et stærkere flow fjerner lettere partikler.

"I bund og grund, strømmen fortæller dig om kræfterne på partiklerne, " sagde forfatter Paul Hammond. "Så kan du regne ud, hvordan partiklerne bevæger sig og finde ud af, om de bliver fjernet."

Han sammenligner processen med at skrubbe en plet på en skjorte:jo hurtigere bevægelsen, jo mere sandsynligt er det at komme ud.

"Hvis du bevæger dine hænder for forsigtigt, for langsomt, i forhold til hinanden, kræfterne skabt af den strømmende væske er ikke store nok til at overvinde den kraft, der holder partiklen nede, " sagde Hammond.

Selv når partikler fjernes, den proces er ikke hurtig. Typiske retningslinjer for håndvask, som dem fra Centers for Disease Control and Prevention, foreslå mindst 20 sekunder under vandhanen.

Resultater fra Hammonds model stemmer overens. Det tager omkring 20 sekunders kraftig bevægelse at fjerne potentielle vira og bakterier.

Modellen tager ikke hensyn til kemiske eller biologiske processer, der opstår ved brug af sæbe. Imidlertid, at kende de mekanismer, der fysisk fjerner partikler fra hænderne, kan give spor til at formulere mere effektiv, miljøvenlige sæber.

"I dag, vi skal være lidt mere betænksomme over, hvad der sker med vaskekemikalierne, når de går ned i stikhullet og kommer ud i miljøet, " sagde Hammond.

Hammond sagde, at dette ikke er hele historien om håndvask, men det besvarer vigtige spørgsmål og lægger grundlaget for fremtidig forskning.