物理学者達が考えた、手から細菌やウイルスを一掃する完璧な手洗いの方法

物理学者達が考えた、手から細菌やウイルスを一掃する完璧な手洗いの方法 健康

物理学者達は、新型コロナウイルスを含む細菌やウイルスの粒子を一掃するための完璧な手洗いの方法を解明しました。その結果、手からウイルスや細菌の粒子を取り除くには、約20秒かかることがわかりました。これは、多くの公衆衛生専門家が推奨する方法と一致しています。

実は、医療衛生における手洗いの歴史は170年以上あるにもかかわらず、手洗いについての物理学的研究論文を1つもなかったそうです。

WHOのガイドラインによると、手洗いで良好な結果を得るためには徹底した洗い方が必要であり、時間と相対的な動きが重要であることが明らかになっています。水道の蛇口からサッと水をかけるだけでは十分ではなく、不要な物質を除去したり不活性化したりすることは簡単ではないことを示唆しています。

これを物理学的に証明しようという試みが今回の研究になります。

物理学的な手を洗う方法

8月16日(火)に学術誌「Physics of Fluids」に掲載されたこの研究では、手洗い中の粒子(ウイルスや細菌の粒子など)の動きをシミュレートするために、簡単な数学モデルを作成しました。このモデルでは、手は2つの粗い表面で表現され、液体の薄い膜を隔ててお互いに行き来します(手が擦れ合う様子を模しています)。

このモデルでは、粒子が粗い表面に引き寄せられ、粒子を液体中に逃がすためには、ある程度のエネルギーが必要であることが示されました。手の動きが速ければ、流体の流れが強くなり、粒子がより簡単に取り除かれると著者は述べています。

英国のHammond Consulting Limited社の科学コンサルタントであるポール・ハモンド氏は、次のように述べています。

「手をゆっくりと動かしすぎるのは、粒子が付着している力に打ち勝つのに十分ではありません。」

ハモンド氏はこの状況を、シャツのシミ抜きに例えています。擦る動作をより速く行えば、より簡単にシミを取り除くことができます。

このモデルでは、手の動きの速さなどの変数を合理的に見積もった結果、粒子が逃げるまでに約20秒必要であることがわかりました。これは、米国疾病予防管理センター(CDC)が推奨している、石けんと水で20秒間手を洗うこと、つまり「ハッピーバースデー」を2回歌うのと同じくらいの時間で手を洗うことと一致しています。

CDCの勧告は、物理学的なモデルに基づくものではなく、一定時間手を洗った後に手に残る微生物のレベルに関する研究に基づくものです。

ハモンド氏は、今回の研究では石けんの生物学的作用が考慮されていないと指摘しています。石鹸は、手の汚れや細菌を浮き上がらせるだけでなく、ウイルスや細菌の粒子を包む膜を破壊し、破壊する働きがあります。

今後の研究では、この石けんによる生物学的作用も考慮に入れる必要がありますが、今回の研究はその基礎となるものです。

Source:livescience,DOI: 10.1063/5.0060307

分かったこと

手は20秒間力強く素早く擦って洗おう。

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