Trước đó các chuyên gia đưa ra giả thuyết khi người mắc Covid-19 ho, hắt hơi hoặc hít thở mạnh, nCoV bị đẩy ra ngoài qua đường khí dung sinh học. Giọt nhỏ bay lơ lửng trong không khí, giọt lớn và nặng hơn sẽ rơi xuống, bám vào các bề mặt. Chúng hiếm khi bay xa hơn 1,8 m. Ngoài ra nCoV dễ lây vào mùa đông hơn mùa hè. Độ ẩm tương đối đóng vai trò quan trọng trong xu hướng này. Hơi thở của chúng ta sẽ ngưng tự thành giọt nhỏ trong không khí lạnh.
Tuy nhiên, nghiên cứu này các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Vienne (TU Wien) cộng tác với Đại học Padova trong nghiên cứu mới chứng minh điều này không đúng. Do độ ẩm cao trong không khí mà chúng ta hít thở, ngay cả giọt bắn nhỏ cũng lưu lại trong không khí lâu hơn suy đoán trước đây. Họ công bố kết quả nghiên cứu hôm 14/9 trên tạp chí PNAS.
Các nhà nghiên cứu so sánh hai trường hợp, trường hợp đầu tiên là nhiệt độ 5 độ C và độ ẩm tương đối là 90% trong khi ở trường hợp thứ hai, nhiệt độ là 20 độ C và độ ẩm 50%.
Mô phỏng sự bay hơi của giọt bắn vào mùa đông. VIdeo: TU Wien
Lúc đầu, ở cả hai trường hợp, phần lớn giọt bắn nằm trong đám mây hạt và khí bắn ra khi hắt hơi. Chỉ vài giọt có đường kính lớn hơn 100 micromet nằm ở phía trước luồng hơi thoát khỏi đám mây. Sau đó, những giọt lớn nhất bắt đầu chìm xuống và rơi theo phương thẳng đứng. Phần lớn các giọt khác vẫn lơ lửng trong đám mây tạo bởi luồng hắt hơi. Thời gian để chúng rơi xuống cũng dài hơn, ví dụ giọt cỡ 10 micromet mất 600 giây để rơi xuống. Hiệu ứng nổi cũng rõ rệt hơn.
Do luồng hơi có nhiệt độ cao hơn và mật độ nhỏ hơn môi trường, đám mây bắt đầu bay lên trên, mang theo những giọt bắn nhỏ. Hiệu ứng này rõ ràng hơn trong trường hợp nhiệt độ thấp. Sau 0,5 giây, mặt trước luồng hơi với những giọt bắn đi kèm đã bay xa khoảng một mét từ người nhiễm bệnh.
Mô phỏng sự bay hơi của giọt bắn vào mùa hè. VIdeo:TU Wien
Giáo sư Alfredo Soldati và cộng sự tại Viện Cơ học chất lưu và Chuyển hóa nhiệt thuộc TU Wien nghiên cứu các dòng chảy bao gồm những thành phần khác nhau, gọi là dòng chảy đa pha, trong đó có không khí người nhiễm bệnh thở ra khi hắt hơi. Virus lây nhiễm nằm trong giọt chất lỏng thuộc nhiều kích thước trộn lẫn với khí.
Hỗn hợp trên dẫn tới hành vi dòng chảy tương đối phức tạp. Cả giọt bắn và khí dịch chuyển, các thành phần ảnh hưởng lẫn nhau, giọt bắn có thể bay hơi và trở thành khí. Để hiểu rõ những ảnh hưởng, nhóm nghiên cứu phát triển mô phỏng trên máy tính, trong đó họ có thể tính toán sự phân tán của giọt bắn và không khí thở ra theo nhiều thông số môi trường (nhiệt độ và độ ẩm).
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng tiến hành thí nghiệm lắp đặt vòi phun với van kiểm soát bằng điện từ trong một chiếc đầu nhựa để bắn ra hỗn hợp giọt bắn và khí giống như con người. Quá trình được ghi lại bằng camera tốc độ cao, nhờ đó nhóm nghiên cứu có thể đo chính xác giọt bắn nào vẫn còn trong không khí và thời gian lưu lại là bao lâu.
"Chúng tôi nhận thấy giọt bắn nhỏ lưu lại trong không khí lâu hơn suy đoán trước đây", Soldati chia sẻ. "Có một lý do đơn giản giải thích điều này. Tốc độ bay hơi của giọt bắn không được xác định bởi độ ẩm tương đối trung bình của môi trường, mà bởi độ ẩm ở ngay tại vị trí giọt bắn". Không khí thở ra ẩm hơn nhiều không khí xung quanh, khiến giọt bắn nhỏ bay hơi chậm hơn. Khi những giọt đầu tiên bay hơi, chúng kéo theo độ ẩm tăng cao hơn, càng làm chậm quá trình bay hơi của các giọt bắn khác.
An Khang (Theo Sci Tech Daily)