我们知道,唾液飞沫的主要成分是水占99%以上,固体成分不足0.7%,其中有机物为0.5%,无机物为0.2%。无机物实际上是一些电解质,主要是钠、钾、氯、磷酸钙和重碳酸盐。有机物主要是各种蛋白质,此外还有一些低分子量的有机物。唾液是以血浆为原料生成的,含有多种生物酶,如溶菌酶、淀粉酶等,呈弱碱性,其中一些成分既是皮肤细胞的最好营养物质,又不会引起皮肤过敏。冠状病毒乐于在唾液中生存,并且时间较长。
武汉新型冠状病毒直径有多大?现在知道是125纳米(nm)。这不是用光学显微镜看到的,而是用电子显微镜。显微镜的分辨率受其使用的波长的限制。因为可见光的波长介于300纳米到760纳米之间,而冠状病毒的的大小约125纳米,远小于可见光的波长,因此,根本无法在光学显微镜下看到它们。我们知道,物质都具有波粒二象性,电子也有波动性,因此可以利用波长更短的电子束代替光波来观察微观世界,这就是“电子显微镜”的基本原理(此发明荣获过诺贝尔奖)。电子显微镜的分辨率(0.2纳米)远高于光学显微镜的分辨率(200纳米),放大了1000倍。
当加速电压为50—100千伏时,电子束波长约为0.0053—0.0037纳米。由于电子束的波长远远小于可见光的波长,所以电子显微镜的分辨本领仍远远大于光学显微镜。光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍,而现代电子显微镜最大放大倍率超过300万倍,所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。我们能够借助电子显微镜看到这些纳米级大小(125纳米)的病毒的真面目。世界卫生组织(WHO)命名武汉新型冠状病毒为2019—nCoV,全称是novel coronavirus,n是单词novel(新型的)的首字母,“CoV”是单词“Coronavirus”(冠状病毒)的缩写。
要认识气溶胶,还要知道颗粒越小、表面积越大、表面能也越大的道理。随着物质粒径的减小,比表面积(单位质量的面积)大大增加。比如,粒径5纳米的颗粒,表面的体积百分数为50%,粒径2纳米时,表面的体积百分数增加到80%。表面能越大,张力也越大,直至浮力凸显出来。我们喝酒倒满杯时,就发现中间高,四周低,有的叫“鼓眼”,代表心诚、情深,实际就是表面张力。比如水蒸气能上天形成云彩,就因为同单位质量水蒸气的表面积比水的表面积大了无数倍。
液态气溶胶的粒子大小约在100—10000纳米之间,属于粗分散物系。能稳定存在的主要原因,一是布朗运动和扩散作用阻止了胶粒的下沉,所以重力、沉降、对流都足以使得粒子之间具有许多相遇的机会,说明溶胶就有动力学稳定性。二是同种电荷的排斥作用,同一种溶胶的胶核粒子和扩散层带有同种电荷,当两个胶粒间的距离缩短到它们的扩散层部分重叠时,包围着胶核粒子的双电层的静电作用会阻碍粒子的充分接近,阻止了溶胶粒子的凝结合并,使之稳定。三是溶剂化作用,吸附层中离子的水化作用使得胶体被水包围,溶胶粒子周围形成了一层溶剂化保护膜,因而既可以降低胶粒的表面能,也会阻止胶粒之间的相互接近,因此胶体具有一定的稳定性。这是在水中的情况。如果在大气中,液态气溶胶就没有这些条件了,因此很不稳定,携带病毒传播给人的可能性大大减小。
我国古代早有“纳米”应用,如徽墨,其主体成分的炭黑就是纳米颗粒。纳米(nm)和米、厘米一样,是长度计量单位。一纳米为一毫米的百万分之一(10-9米)。纳米材料通常指两种材料:一是纳米尺寸(粒径在1—100纳米颗粒或直径在1—100纳米的纤维)的基础材料,如纳米碳黑、纳米磁粉、纳米炭管等;一是采用纳米量级(1—100纳米)的基础材料加工的制品,在其微观尺寸上保持一定的纳米分散性,如纳米陶瓷,活性钙等。在化纤制品和纺织品中添加纳米微粒,能除味*菌,把银纳米微粒加入到袜子中去,可以清除脚臭味;医用纱布中放入纳米Ag粒子有消毒*菌作用。
我们从有关实验知道,很小的气溶胶固态微粒,能捕获病毒并使病毒死亡,无法传播病毒。较大的气溶胶微粒,能吸附病毒并下沉到较低空间,如果吸入人体,肯定有害。但可以通过戴口罩防控。只要是合格的医用口罩,都可以有效阻击这种大颗粒的气溶胶。按照中国有关标准:合格的医用外科口罩能阻隔空气中直径按照直径来区分,细粒子和粗粒子的分界线通常为2微米左右。从对人体呼吸道的危害看来,10微米以上的粒子,常阻留在鼻腔和鼻咽喉部;2—10微米的粒子大部分留在上呼吸道,而2微米以下的粒子随着粒径的减小在肺内滞留的比率增加,0.1微米以下的粒子随着粒径的减小在支气管内附着的比率增加。半径小于0.1微米的粒子,其数密度随离地面高度的增加而减小,这表明它们来源于地表;但半径0.1—1微米的粒子,其数密度在对流层顶上部随高度逐渐增加,并且在15—20公里附近出现极大值,形成平流层内的气溶胶层,这层气溶胶可能是火山喷出的气体在平流层中经氧化成固体而形成的。它虽然只占大气中气溶胶总量的百分之几,但对于大气的气温有重要的影响。通过大气遥感,可探测气溶胶粒子的平均谱分布。卫星遥感手段有时效性强、覆盖面广、分辨率高等优势,使我们能够快速大面积监测气溶胶分布情况。
大家知道,病毒在细胞外是不能生存的。病毒只有在细胞内才有生命活性,在细胞外不表现出生命特征,体现为病毒的休眠体,所以说病毒只有依靠细胞才能生存。传染病是因为病毒进入体内后重新恢复了生命活性。病毒由一个核酸长链和蛋白质外壳构成,病毒没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后,它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力,按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。