The use of face masks in public settings has been widely recommended by public health officials during the current COVID-19 pandemic. The masks help mitigate the risk of cross-infection via respiratory droplets; however, there are no specific guidelines on mask materials and designs that are most effective in minimizing droplet dispersal. While there have been prior studies on the performance of medical-grade masks, there are insufficient data on cloth-based coverings, which are being used by a vast majority of the general public. We use qualitative visualizations of emulated coughs and sneezes to examine how material- and design-choices impact the extent to which droplet-laden respiratory jets are blocked. Loosely folded face masks and bandana-style coverings provide minimal stopping-capability for the smallest aerosolized respiratory droplets. Well-fitted homemade masks with multiple layers of quilting fabric, and off-the-shelf cone style masks, proved to be the most effective in reducing droplet dispersal. These masks were able to curtail the speed and range of the respiratory jets significantly, albeit with some leakage through the mask material and from small gaps along the edges. Importantly, uncovered emulated coughs were able to travel notably farther than the currently recommended 6-ft distancing guideline. We outline the procedure for setting up simple visualization experiments using easily available materials, which may help healthcare professionals, medical researchers, and manufacturers in assessing the effectiveness of face masks and other personal protective equipment qualitatively.

中文翻译：

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可视化口罩在阻碍呼吸喷射方面的有效性

在当前的 COVID-19 大流行期间，公共卫生官员广泛推荐在公共场合使用口罩。口罩有助于降低呼吸道飞沫交叉感染的风险；然而，没有关于最能有效减少液滴扩散的口罩材料和设计的具体指导方针。虽然之前已经对医用级口罩的性能进行了研究，但关于布质覆盖物的数据不足，绝大多数公众都在使用这种覆盖物。我们使用模拟咳嗽和打喷嚏的定性可视化来检查材料和设计选择如何影响载有飞沫的呼吸射流被阻塞的程度。松散折叠的面罩和头巾式覆盖物对最小的雾化呼吸道飞沫提供最小的阻止能力。事实证明，具有多层绗缝织物的合身自制口罩和现成的锥形口罩在减少飞沫扩散方面最有效。这些面罩能够显着降低呼吸喷射的速度和范围，尽管会通过面罩材料和沿边缘的小间隙泄漏一些。重要的是，与当前推荐的 6 英尺距离准则相比，未覆盖的模拟咳嗽能够传播得更远。我们概述了使用容易获得的材料设置简单可视化实验的程序，这可以帮助医疗保健专业人员、医学研究人员和制造商定性评估口罩和其他个人防护设备的有效性。和现成的锥形口罩，被证明是减少飞沫扩散最有效的方法。这些面罩能够显着降低呼吸喷射的速度和范围，尽管会通过面罩材料和沿边缘的小间隙泄漏一些。重要的是，与当前推荐的 6 英尺距离准则相比，未覆盖的模拟咳嗽能够传播得更远。我们概述了使用容易获得的材料设置简单可视化实验的程序，这可以帮助医疗保健专业人员、医学研究人员和制造商定性评估口罩和其他个人防护设备的有效性。和现成的锥形口罩，被证明是减少飞沫扩散最有效的方法。这些面罩能够显着降低呼吸喷射的速度和范围，尽管会通过面罩材料和沿边缘的小间隙泄漏一些。重要的是，与当前推荐的 6 英尺距离准则相比，未覆盖的模拟咳嗽能够传播得更远。我们概述了使用容易获得的材料设置简单可视化实验的程序，这可以帮助医疗保健专业人员、医学研究人员和制造商定性评估口罩和其他个人防护设备的有效性。这些面罩能够显着降低呼吸喷射的速度和范围，尽管会通过面罩材料和沿边缘的小间隙泄漏一些。重要的是，与当前推荐的 6 英尺距离准则相比，未覆盖的模拟咳嗽能够传播得更远。我们概述了使用容易获得的材料设置简单可视化实验的程序，这可以帮助医疗保健专业人员、医学研究人员和制造商定性评估口罩和其他个人防护设备的有效性。这些面罩能够显着降低呼吸喷射的速度和范围，尽管会通过面罩材料和沿边缘的小间隙泄漏一些。重要的是，与当前推荐的 6 英尺距离准则相比，未覆盖的模拟咳嗽能够传播得更远。我们概述了使用容易获得的材料设置简单可视化实验的程序，这可以帮助医疗保健专业人员、医学研究人员和制造商定性评估口罩和其他个人防护设备的有效性。