约翰·斯坦豪斯的铜制半球“口罩”——一种用木炭过滤有毒粉尘的口罩。

■高福进 周凯

阳春三四月，正是一年中游玩的好时节，但对花粉过敏的人来说，却是一种折磨。好在还有口罩。在近些年中无论是防病毒、防雾霾，还是防花粉，口罩渐渐从专业的医用领域进入了人们的日常生活中。

现代意义上的口罩从何而来？它又是如何一步步改进的？现今市场上千姿百态的口罩衍生出哪些功能和作用？让我们一同走进现代口罩300余年的“进化”史。

从“布朗运动”到首款医用口罩

伴随着工业革命的发展，西欧各个工业城市的大机器工厂拔地而起，一座座烟囱逐渐增加和增粗，环境污染问题日益严峻。为了保护居民、工人而设计的口罩也诞生了。

到了18世纪末，这些具有一定的过滤功能的口罩可以阻挡烟雾，制作材料除了布料（纱布）之外，里面的支撑物多是金属。

进入19世纪以后，口罩的发展和改进基于医学理论和科学发展。1827年，苏格兰植物学家罗伯特·布朗观察到，花粉和孢子在水中处于悬浮状态时，花粉的运动是不规则的，他后来证实其它微细颗粒如灰尘具有同样情况，此即“布朗运动”原理。

这一运动理论奠定了口罩物对有害粉尘防护的发明基础。1854年，苏格兰化学家约翰·斯坦豪斯成为第一个专门为过滤有害气体而发明近似于现代口罩之人：他制作了一个盛有木炭粉的铜制半球型口罩，利用木炭来过滤有害有毒的细微颗粒粉尘等。这一口罩的样式和功能，已经非常近似于现代口罩。当然，它的制作材料主要是金属——青铜或者钢铁。但这种“口罩”并未得以普及，甚至也没有得到批量生产。

几乎与此同时，口罩的发明和改进在美洲取得了进展。19世纪中叶美国的发明家刘易斯·哈斯莱特是历史上第一个获得“防护口罩”专利的人。他专门为工作环境极为恶劣的矿工研制了防护口罩。该口罩使用了棉纤维、木炭等具有吸附有毒蒸气功能的材料，被视为“防霾口罩”的原型。

此外，1877年，英国人发明并申请了“尼利烟雾面罩”专利。这种“烟雾面罩”类似于近现代历史上我国那些烟民所使用的“水烟”袋。该烟雾面罩使用水饱和的海绵，将海绵同一袋水连接，直至连接到颈部，佩戴者可以挤压水袋，使海绵反复饱和，过滤掉一些烟雾。

同时，临床医学对工业粉尘、细菌等与呼吸系统有关的研究，也大大推进了新型口罩的发明。

19世纪末期，德国病理学专家、医生米库里兹·莱德奇发现病菌通过人们呼吸的空气相互传播，从而导致病人伤口加剧感染；而人们在面对面交流说话时，带菌的唾液也同样会导致伤口恶化。于是，他建议医生在手术时，戴上一种用纱布制作的、能掩住口鼻的罩具。莱德奇经过实验研发，终于“创造”出了轻软的医用防飞沫口罩。此举果然有效，病人的伤口感染率大为减少。于是，那种用纱布制作、能掩住医生的口和鼻的口罩成为医生及医护人员的标准化装备之一。这一具有划时代意义的时间节点是1895年。

1897年，改良款口罩诞生。莱德奇的学生、德国医生胡伯纳将松散松弛的结构加以改进，使之更加贴合人的面部轮廓，且由于双层纱布间安装了小铁丝架的原因，口罩的形态变得更适宜调适。

1899年，首位手术时佩戴“外科口罩”的医生出现。法国医生保罗·伯蒂发明了一种六层纱布口罩。他将这种口罩缝制在医生手术衣的衣领之上。在不需要手术的时候，这个口罩就挂在衣领上；当医生要进行手术时，只需将衣领翻上来即可。伯蒂为口罩配置了两条可以绕过头部并系在一起的带子——如同我们今天白色纱布口罩加上数根带子。

再到后来，这种六层的口罩继续改造成可以自行系结的款式，如将一个环形的带子挂在耳朵上，这种系结的方法更为简单便利。其形态和使用已经越来越接近于现代真正意义上的口罩。因此，一般认为现代医用口罩的倡导者、发明者是上述德国医学家莱德奇。不过，真正大规模使用和加速推广、改良口罩则进入20世纪了。

千姿百态的口罩款式

在20世纪前期，口罩的卫生效用得到普遍认可，当然它们主要是医学专用。20世纪中后期，口罩的功能和用途逐渐转为遏制及阻挡有害的工业粉尘和空气污染。

在抗击雾霾等严重的大气污染期间，口罩的材料针对性地进行了改进。欧美国家在20世纪六七十年代对口罩材质进行改革，最大的变化是无纺布和纤维滤棉被广为使用。1967年，美国3M公司掌握了无纺布和静电纤维滤棉的专有技术，在新材料的发明和使用方面达到了世界领先水平。今天的“NIOSH（美国国家职业安全卫生研究所）口罩标准”也由此而来。美国的NIOSH批准和认证计划，自1994年起影响全球的口罩生产与销售。我们所熟知的N95型口罩就是“NIOSH”所认证的防颗粒物口罩之一。

今天，日常医用防护类口罩大多采用无纺布材料制作而成。这种无纺布材料的过滤核心在于其熔喷层，外科口罩越高级，熔喷布层数越多，同时纺粘层是由非织造布构成，强度好、耐高温，稳定性和透气性较高。但这类口罩不可用水洗或经过高温消毒，否则会导致静电吸附功能下降失去防护性。目前，无纺布材料口罩的主要代表类型有：N99口罩、N95口罩、KF94口罩、医用外科口罩和普通医用口罩。这五类口罩按照防护等级依次减弱，都是一次性使用，不能反复使用。

除了无纺布材料制作而成的口罩之外，目前市场上仍流行着大量以活性炭材料为过滤层制作而成的口罩。活性炭口罩在防毒、除臭、滤菌、阻尘等方面有一定优势，特别是防护在处理煤、铁矿石及含石英矿物过程中或加工棉花、面粉等其它物料过程中由机械力产生的粉尘、飘尘和雾等。无论是无纺布材料，抑或是活性炭材料制作而成的口罩，主要功能是为了防止以及阻隔病毒、污染物对人体的伤害。

口罩的类型远远不止这些。目前，在市面上人们还能够购买到防寒保暖、防紫外线等功能类型的口罩。这种口罩一般由棉布材料制作而成，主要用途是搭配服饰或防寒保暖等。虽然这类口罩不能防尘防菌，但是款式新颖多样，能够反复清洗使用。

目前，口罩设计日益丰富和发展，人们使用一些新型复合型材料，让口罩的功能和使用范围更加精细化。在防护花粉、病毒、紫外线等用途上都设计了类型各异、材料复合的新型口罩，如防花粉的PITTA MASK口罩、预防95%及以上紫外线的BENEUNDER防晒口罩等。

一些设计师对口罩进行了更加高端和智能化的设计，使其更具创意性和科技感。如一款曾经获得2018年红点概念设计奖的Snack Mask趣味口罩，以包装一体化的形式方便任何年龄群体携带和使用；又如，源自丹麦的一款儿童口罩WoobiPlAY，采用一大一小两个口，设置吸气和出气阀门，独特的螺旋折叠滤芯设置可以实现对95%的污染物的过滤。

可以看出，这些创意口罩突破了传统的设计，相信未来会有更多关于口罩的高科技设计出现，让我们拭目以待。

（作者单位：上海交通大学马克思主义学院）