0:00

4:31

How do gas masks actually work? - George Zaidan

TED-Ed·4:31·Technology·B2

Chương · 4

Chương 1·The Threat of Airborne Hazards and the Foundation of Filtration

Hiển thị

Tiếng ViệtAuto-scroll

0:11

You might think of gas masks as clunky, spooky, military-looking devices only found in spy movies or World War I museums.

Bạn có thể nghĩ mặt nạ phòng độc là những thiết bị cồng kềnh, đáng sợ, mang phong cách quân đội chỉ thấy trong phim điệp viên hoặc viện bảo tàng Thế chiến thứ nhất.

0:18

But you probably already own a mask that uses remarkably similar technology.

Thế nhưng có thể bạn đã sở hữu một chiếc khẩu trang sử dụng công nghệ tương tự đến kinh ngạc.

0:23

And in the near future, we may need to rely on these filters as part of our everyday lives.

Và trong tương lai gần, chúng ta có thể sẽ phải trông cậy vào những bộ lọc này như một phần của cuộc sống hàng ngày.

0:28

In addition to emerging diseases, wildfire frequency has more than tripled from 1996 to 2021.

Bên cạnh các dịch bệnh mới bùng phát, tần suất cháy rừng đã tăng hơn gấp ba lần từ năm 1996 đến năm 2021.

0:36

As fires burn longer and cover more land, their smoke affects more people each year.

Khi các đám cháy kéo dài hơn và thiêu rụi nhiều diện tích hơn, khói bụi của chúng ảnh hưởng đến nhiều người hơn sau mỗi năm.

0:41

Climate change is also causing more hot, sunny days, which accelerates the production of toxic ground level ozone.

Biến đổi khí hậu cũng đang làm gia tăng số ngày nắng nóng, từ đó đẩy nhanh quá trình hình thành tầng ôzôn mặt đất độc hại.

0:48

So, how do these masks work, and can they protect us from new and old airborne threats?

Vậy những chiếc mặt nạ này hoạt động như thế nào, và liệu chúng có thể bảo vệ chúng ta trước những hiểm họa từ không khí cả mới lẫn cũ?

0:53

Well, the first rule of filters is making sure you have a tight seal.

Trước hết, quy tắc đầu tiên của bộ lọc là phải đảm bảo bạn có một độ kín khít hoàn hảo.

0:56

Without that, even the best mask in the world is useless.

Nếu không có độ kín đó, ngay cả chiếc mặt nạ tốt nhất thế giới cũng trở nên vô dụng.

1:00

So assuming your mask is on tight, this technology can capture pollutants in one of two ways: filtering them out by size or attracting specific chemical compounds.

Vì vậy, giả sử mặt nạ đã khít chặt, công nghệ này có thể giữ lại các chất gây ô nhiễm theo một trong hai cách: lọc theo kích thước hoặc thu hút các hợp chất hóa học đặc thù.

1:10

For an example of the first approach, let’s look at wildfire smoke.

Để lấy ví dụ về cách tiếp cận đầu tiên, hãy cùng xem xét khói cháy rừng.

1:13

When forests burn, they generate a wide variety of chemicals.

Khi các cánh rừng bốc cháy, chúng tạo ra vô vàn loại hóa chất khác nhau.

1:17

At close range, there are so many different pollutants at such high concentrations that no filter could help you— this is why firefighters travel with their own air supply.

Ở cự ly gần, có quá nhiều chất ô nhiễm khác nhau với nồng độ đậm đặc đến mức không bộ lọc nào cứu vãn được bạn—đây là lý do vì sao lính cứu hỏa phải mang theo bình dưỡng khí riêng.

1:26

But further away, the situation is different.

Thế nhưng ở khoảng cách xa hơn, tình hình lại hoàn toàn khác biệt.

1:28

While there's still a range of chemicals, they’ve mostly aggregated into tiny solid or liquid particles smaller than 2.5 microns in diameter.

Dù vẫn còn nhiều loại hóa chất, chúng phần lớn đã kết tụ thành các hạt chất rắn hoặc chất lỏng li ti có đường kính nhỏ hơn 2,5 micromét.

1:37

This particulate matter is much of what you're seeing and smelling in smoke, and it's especially dangerous for children, the elderly, and those with respiratory or cardiovascular diseases.

Bụi mịn này chính là phần lớn những gì bạn nhìn và ngửi thấy trong khói, và nó đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ em, người cao tuổi cùng những người mắc bệnh về đường hô hấp hoặc tim mạch.

1:47

Luckily, the majority of these particulates are still large enough to be captured by the most basic filters, which are made of polypropylene or glass strands roughly 1/10 the width of a human hair.

May mắn thay, phần lớn các hạt bụi mịn này vẫn đủ lớn để bị chặn lại bởi các bộ lọc cơ bản nhất, vốn được làm từ các sợi polypropylene hoặc sợi thủy tinh chỉ dày bằng khoảng 1/10 sợi tóc người.

1:59

Under a microscope, they look like a thick forest, and at this scale, these branches have a special property.

Dưới kính hiển vi, chúng trông giống như một khu rừng rậm rạp, và ở quy mô này, các nhánh sợi sở hữu một đặc tính đặc biệt.

2:06

Typically, when you use a sieve, you’re filtering out objects larger than the sieve’s holes.

Thông thường, khi bạn dùng rây, bạn sẽ lọc giữ lại những vật thể lớn hơn mắt rây.

2:11

But these polypropylene branches can catch particles much smaller than the gaps between them.

Nhưng những nhánh sợi polypropylene này lại có thể giữ được các hạt nhỏ hơn nhiều so với khoảng trống giữa chúng.

2:17

That’s because, when a particle collides with a thread, van der Waals forces cause it to stick as if it were made of Velcro.

Đó là vì khi một hạt bụi va chạm với sợi lọc, lực van der Waals sẽ khiến nó dính chặt vào như thể được làm từ khóa nhám Velcro.

2:24

Plus, size-based filters can use electrically charged fibers that attract particles not already on a collision course.

Hơn nữa, các bộ lọc cơ học theo kích thước còn có thể sử dụng các sợi tích điện để hút những hạt bụi vốn chưa nằm trên đường va chạm trực diện.

2:32

This is how even a simple N95 mask can catch at least 95% of particulate matter.

Đây là cách mà ngay cả một chiếc khẩu trang N95 đơn giản cũng có thể giữ lại ít nhất 95% bụi mịn.

2:38

And why an N100 mask or an air purifier with a high efficiency particulate air filter can catch at least 99.97% of particulates.

Và đó cũng là lý do tại sao một chiếc mặt nạ N100 hoặc máy lọc không khí trang bị màng lọc HEPA hiệu suất cao có thể giữ lại ít nhất 99,97% các hạt bụi.

2:48

With a tight seal, this level of protection will filter out most airborne pollution.

Với một độ kín khít hoàn hảo, cấp độ bảo vệ này sẽ lọc sạch hầu hết các chất ô nhiễm trong không khí.

2:53

Unfortunately, some pollutants are still too small for this approach, including ozone molecules.

Đáng tiếc là một số chất ô nhiễm vẫn quá nhỏ đối với phương pháp này, bao gồm cả các phân tử ôzôn.

2:59

These are barely bigger than the oxygen that we need to breathe and exposure is associated with asthma, respiratory conditions, and even premature death.

Chúng chỉ lớn hơn phân tử oxy mà chúng ta hít thở đôi chút, và việc phơi nhiễm với chúng có liên quan đến bệnh hen suyễn, các bệnh lý đường hô hấp, và thậm chí là tử vong sớm.

3:08

Our best chance to filter them are activated carbon masks.

Cơ hội tốt nhất để chúng ta lọc bỏ chúng là sử dụng mặt nạ than hoạt tính.

3:12

At the microscopic level, activated carbon looks like a vast black honeycomb, and it's highly microporous structure can trap tiny ozone molecules.

Ở cấp độ hiển vi, than hoạt tính trông giống như một tổ ong đen khổng lồ, và cấu trúc vi xốp dày đặc của nó có thể bẫy giữ những phân tử ôzôn siêu nhỏ.

3:21

But this material still needs help to capture other pollutants like hydrogen sulfide, chlorine, and ammonia.

Thế nhưng vật liệu này vẫn cần sự trợ giúp để giữ lại các chất gây ô nhiễm khác như hydro sunfua, clo và amoniac.

3:28

For these threats, we need to combine the activated carbon with some simple chemistry.

Đối với những mối đe dọa này, chúng ta cần kết hợp than hoạt tính với một vài phản ứng hóa học đơn giản.

3:32

If the pollutant is acidic, we can infuse the filter with a basic chemical.

Nếu chất gây ô nhiễm có tính axit, chúng ta có thể tẩm vào bộ lọc một hóa chất có tính bazơ.

3:37

Then when the two meet, they react, and the gas is trapped.

Khi hai chất gặp nhau, chúng sẽ phản ứng và khí độc sẽ bị giữ lại.

3:41

Similarly, we can use acids to trap basic pollutants.

Tương tự như vậy, chúng ta có thể dùng axit để bẫy giữ các chất ô nhiễm có tính bazơ.

3:45

Even with the right mask, it's still smart to check air quality indicators and to stay indoors when the threat level is high.

Ngay cả khi có chiếc mặt nạ thích hợp, việc kiểm tra các chỉ số chất lượng không khí và ở trong nhà khi mức độ nguy hại tăng cao vẫn là giải pháp thông minh.

3:52

And just like a mask, you'll want to make sure your house is well sealed.

Và cũng giống như đeo mặt nạ, bạn sẽ muốn đảm bảo ngôi nhà của mình được đóng kín kỹ càng.

3:55

You can do this by closing windows, turning off fans that vent outside, and using HEPA filter equipped air purifiers or their cheaper, DIY cousin, the Corsi-Rosenthal box.

Bạn có thể thực hiện điều này bằng cách đóng kín cửa sổ, tắt các quạt thông gió thổi ra ngoài, và sử dụng máy lọc không khí trang bị màng lọc HEPA hoặc phiên bản tự làm rẻ tiền hơn của nó: hộp lọc Corsi-Rosenthal.

4:07

Following these guidelines can help us breathe easy as we work on preventing these pollutants in the first place.

Làm theo những chỉ dẫn này có thể giúp chúng ta an tâm hít thở trong khi nỗ lực ngăn chặn các chất gây ô nhiễm này ngay từ căn nguyên.

Transcript

Hiển thị

The Threat of Airborne Hazards and the Foundation of Filtration

While gas masks are often associated with historical warfare or spy films, modern filtration technology has become increasingly relevant to everyday life due to emerging diseases, frequent wildfires, and ground-level ozone. The absolute foundation of any protective mask is an airtight seal, without which even advanced filtration fails. When fitted properly, masks protect users through two core mechanisms: physical size-based exclusion and targeted chemical attraction.

Dù mặt nạ phòng độc thường gắn liền với chiến tranh thời xưa hay phim điệp viên, công nghệ lọc hiện đại đang ngày càng trở nên thiết yếu trong đời sống do các dịch bệnh mới, cháy rừng gia tăng và ôzôn mặt đất. Nguyên tắc nền tảng tuyệt đối của mọi loại mặt nạ là độ kín khít, bởi nếu không khít thì ngay cả bộ lọc tối tân nhất cũng trở nên vô dụng. Khi được đeo chuẩn xác, mặt nạ bảo vệ người dùng qua hai cơ chế cốt lõi: lọc chặn theo kích thước vật lý và hút giữ hóa học có chủ đích.