據英國《每日郵報》在2021年8月17日的報道，一項研究結論稱，如果你真的想要清除手上的細菌和病毒，那麼需要每次用力洗手至少20秒。
南劍橋郡的應用數學家保羅·哈蒙德（Paul Hammond）創建了一個模型來探索洗手的物理學原理。模型顯示，洗手的效果與搓洗的力度有關，但即便方法得當，這個過程也需要持續一段時間。
據英國國民保健署說，確保搓洗時間足夠長的一個好辦法是在搓洗時連續唱兩遍「生日快樂」歌。
報道指出，洗手早已被確定為防止疾病傳播和感染的有效途徑，但幾乎沒有人研究過其潛在的物理機制。正確洗手可以清除污物、病毒和細菌，防止它們傳給其他人和物體。
報道稱，在新冠疫情期間，在觸摸面部和口罩之前、進入和離開公共場所時，以及在觸摸可能經常被他人觸碰的物品或表面後，也應該洗手。
儘管洗手被證明在防止疾病和感染的傳播方面是有效的，但它背後的物理學卻很少被研究。但是在AIP出版社出版的《流體物理學》中，來自哈蒙德咨詢有限公司的研究人員描述了一個簡單的模型，該模型捕捉到了洗手的關鍵力學原理。
洗手20秒後面的原理
報道稱，細菌和病毒等顆粒最終會被困在這些表面的山谷中，陷入研究人員所說的「勢阱」中。有鑒於此，要想在洗手過程中清除細菌和病毒等顆粒，水流產生的能量必須足夠高，才能把它們帶出山谷。
模型顯示，水流的強度取決於你搓洗手的速度。具體而言，更有力的運動更容易去除顆粒。哈蒙德說：「基本上，水流告訴你作用在粒子上的力。然後，你可以計算出這些粒子是如何運動的以及它們是否被清除了。」
這位數學家解釋說，正確洗手的過程很像擦洗襯衫上的一塊污漬。動作越快，成功清除病毒和細菌的可能性就越大。
哈蒙德解釋說：「如果你的雙手搓洗得過於輕柔和緩慢，流動的液體所產生的力不足以克服壓制粒子的力。」
然而，即使用力搓洗，顆粒也不會很快去除，該模型顯示，要清除所有潛在的細菌和病毒，需要搓洗20秒。哈蒙德指出，這符合常見的洗手指南，比如英國國民保健署和美國疾控中心發佈的指南。哈蒙德的模型的結果同意上述觀點，需要大約20秒的劇烈運動才能驅除潛在的病毒和細菌。
模擬洗手表示：20秒才夠
通過模擬洗手，他們估計了病毒和細菌等微粒從手中被清除的時間尺度。該數學模型在兩個維度上發揮作用，一個波浪形表面從另一個波浪形表面上移過，在兩者之間有一層薄薄的液體膜，波浪形表面代表手，因為它們在小空間尺度上是粗糙的。
粒子被困在手的粗糙表面上的勢阱中，換句話說，他們處於山谷的底部，為了讓他們逃脫，來自水流的能量必須足夠高，才能讓他們上升並離開山谷。
流動液體的強度取決於移動手的速度。更強的流動更容易清除顆粒，這個過程好比擦洗襯衫上的污漬：動作越快，污漬就越有可能被清除。如果你的手相對於彼此來說移動得太輕、太慢，那麼流動的液體所產生的力量就不足以克服壓住顆粒的力量。
模擬洗手的不足之處
該模型沒有考慮使用肥皂時發生的化學或生物過程。然而，瞭解從手上物理性地清除顆粒的機制可能為制定更有效、更環保的肥皂提供線索。
如今，我們需要更周到地考慮洗滌劑在進入塞孔和進入環境時發生了什麼。這不是洗手的全部內容，但它回答了重要的問題，並為未來的研究奠定了基礎。
報道指出，哈蒙德的流體力學模型沒有考慮用肥皂洗手時發生的生物和化學過程。他解釋說，瞭解把顆粒從髒手上清除掉的物理機制可能有助於研究人員在未來研發更有效、更環保的肥皂。他說：「我們需要多考慮一下，當洗滌用化學物質通過排污孔進入環境後會發生什麼。」
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