تصاویری از از روند تکه تکه شدن سریع مایع بزاقی مخاطی در طول یک عطسه سالم .

   
نام نویسنده:
|
دسته بندی:
|
تصاویرمنعکس کننده دنباله ای از شکل گیری ورقه ورقه و پس از آن رشته ای و در نهایت تشکیل قطرات تنفسی خارج از دهان می باشد . این تصاویر توسط دوربین 6000 به 8000 فریم بر ثانیه گرفته شده است .


عطسه ، تولید کننده آبشاری پیچیده از مایعات ، نه اسپری ای ساده :
تصویربرداری از چگونگی در هم شکستن مایعات در هوا ممکن است به شناسایی ابر پخش کننده ها کمک کند .
چند مورد انگیزشی برای بستن دهان خود در مواقع عطسه : ویدیوهای جدید ضبط شده به کمک دوربین های فوق سریع توسط محققین MIT نشان می دهد زمانی که یک فرد عطسه می کند ، ورقی از مایع باز می شود ، در رشته های طولانی بی ثبات در هم می شکند و در نهایت مانند رنگهای معلق در هوا به شکل اسپری قطرات پراکنده می شوند .
محققان با استفاده از دو دوربین فوق سریع بیش از 100 عطسه از افراد سالم را در کسری از ثانیه ضبط و ثبت کرده اند که طی آن مایع از دهان نمونه ها خارج شده و در میان هوا معلق مانده اند . تقریبا تمامی عطسه ها همان الگوی رنگ مانند قطعه قطعه شدن مایع ، با اندکی تغییرات را تولید کرده است : هر چه آب دهان یا مایع کشسان تر ، حرکت این مایع خروجی قبل از تبدیل شدن به قطرات کوچک طولانی تر .
این الگوی پیچیده  از فروپاشی مایع خلاف این گفته را ثابت می کند که اکثر مردم انتظار دارند ، یک عطسه تولید یک اسپری ساده و یکنواخت از قطرات است .
لیدیا بروبیا ، استر و هارولد ای . ادگرتون استادیار در گروه مهندسی عمران و محیط و رئیس دینامیک سیالات آزمایشگاه انتقال بیماری در MIT عنوان می دارد : " بسیار حائز اهمیت است که چگونگی روند فروپاشی و تکه تکه شدن مایع درک شود " . " فیزیک فروپاشی در طول  توزیع اندازه قطرات و پیش بینی نهایی از محدوده  آلودگی چه چیزی به دست میدهد ؟ "
بروبیا عنوان می دارد : درک چگونگی پراکنده کردن قطرات توسط عطسه می تواند به محققان در ترسیم طرحی جامع درباره گسترش عفونت از طریق محیط و همچنین شناسایی افرادی که ممکن است ابر پخش کننده ها باشند ، کمک شایانی بکند .
بروبیا اظهار می دارد : این کار راه ما را برای بست آوردن بینشی در برابر تغییر پذیری بین افراد بشر و گستره اطلاعات ارائه شده توسط روند فروپاشی مایع بزاقی مخاطی در فیزیولوژی داخلی فرد میزبان ، باز تر می کند .
بروبیا و همکارانش  از جمله بری اسکارفما ، دانشجوی سابق کارشناسی ارشد MIT ، الکساندرا تکت ، استادیار مهندسی مکانیک و جان بوش استاد ریاضیات ، یافته های خود را در مجله تجربی سیالات منتشر کرده اند .
ترکیدن حباب :
پروژه کنونی که توسط بروبیا و بوش ترتیب داده شده است در سال 2014 گزارشی ارائه داد مبنی بر این که سرفه و عطسه ابری از گاز هایی را تولید می کنند که قطرات الوده کننده را 200 برابر دورتر از آنچه اگر این قطرات به شکلی ساده و جدا از هم بودند،حمل می کنند .
اما در این میان بروبیا تمام تمرکز خود را بر روی تصویر برداری فوق سریع از توزیع قطرات تولید شده توسط عطسه جمع کرد که برون راندی به مراتب شدیدتر از سرفه دارد .
محققان برای ازمایشات خود هر سه نمونه افراد آزمایشی را در مقابل پس زمینه ای مشکی قرار دادند و کنار آنها دو دوربین فوق سریع تک رنگ تعبیه کردند که تنها بر روی دهان نمونه ها فوکوس کرده بود . برای وادار کردن نمونه ها برای عسطه بینی آنها را خاراندند و هر چه قدر که مقدور بود اقدام به ثبت عطسه ها کردند - فرصت کوتاهی به اندازه کمتر از 200 میلی ثانیه .
محققان بعد از تجزیه و تحلیل بیش از صد مورد عطسه به الگوی مشترکی در بین همه آنها دست یافتند . مایع بیرون داده شده بلافاصله پس از خروج از دهان شکلی پهن به خود میگیرد و توسط هوایی که همزمان با این عمل از دهان خارج میشود ، باز می شود . همانطور که در هوا پیش می رود این توده بالن مانند مایع ترکیده و به رشته های باریک تر و در مرحله بعد به قطرات جداگانه با اندازه های مختلف تبدیل می شوند و در نهایت به زمین سقوط کرده یا در فضای ابری اشفته در هوا معلق می مانند .
این تیم همچنین شاهد تنوع جالبی نیز بودند . برای افراد با بزاق دارای کشسانی بیشتر، مایع خارج شده از دهان با تشکیل دانه هایی در امتداد رشته ها که در نهایت با تبدیل و تضعیف شدن به قطرات کوچکتر پایان می یافتند ، تمایل بیشتری به حفظ شکل رشته ای در خود نشان می دادند .
بروبیا عنوان می دارد : " مشاهدات ما تماما غافلگیر کننده بودند . انتظار ما این بود که قطرات را به شکل منسجم تری در حالی که از دستگاه تنفسی بیرون می ایند ببیینیم . ما دریافتیم که چنین نیست و این پیش زمینه بسیار خوبی برای گسترش درک مکانیستی ما از بازدم های شدید تر ارائه داد .
داده سیالات :
بروبیا در حال حاضر مشغول راه اندازی یک فضای آزمایشگاهی جدید در دانشگاه MIT با طراحی مخصوص برای آزمایش های موازی با درک حالت های مختلف انتقال بیماری است . این فضا همچنین شامل یک اتاقک کنترل آب و هوا که در آن او همراه با همکاران پزشک خود قادر به تجسم عطسه ، سرفه ، و دیگر شیوه های انتقال بیماری خواهد بود .
بروبیا همچنین ادعا می کند : یکی از اهداف مهم من در این آزمایشگاه مقابله با سرماخوردگی و آنفلوآنزا می باشد . " گاهی اوقات تشخیص علایم به سختی امکان پذیر می باشد . در سال اینده و در فصول مختلف سرما و شیوع انفلوآنزا با افرادی همکاری خواهیم داشت که بتوانیم آنها را در دوران ابتلا و سلامتی ملاقات کرده و روی آنها مطالعاتی داشته باشیم .
وی درآینده ای نزدیک و در آزمایشگاه جدید خود از داوطلبان این طرح ثبت نام خواهد کرد .
وی همچنین اظهار می دارد اطلاعاتی که هم اکنون در مورد توزیع قطرات به سختی بدست می آوریم در نهایت کمک شایانی در روند پیش بینی و جلوگیری از گسترش این بیماری ها خواهد کرد .
بروبیا : " امروزه راه های ریشه یابی برای بررسی این مشکل در بین مردم هنوز از روش های سنتی که برای صدها سال غالب بوده است ، حمایت می کند که به بررسی اینکه با چه کسی معاشرت داشته اند ، کجا رفته اند و غیره می پردازد . "محدودیت های آشکاری در تایید صحت اطلاعات بدست آمده از طریق این فرایند وجود دارد . ما در حال تلاش برای انجام اقدامات دقیق تر در مورد آلودگی و محدوده آن برای ریشه یابی استراتژی های کنترلی و پیشگیری از بیماری در علوم فیزیکی هستیم .
این پژوهش در چند بخش توسط بنیاد ملی علوم و صندوق حمایتی رید و ادگرتون در MIT مورد حمایت قرار گرفته است .

اخبار مرتبط

دیگر اخبار نویسنده

ارسال نظر


شخصی سازی Close
شما در این صفحه قادر به شخصی سازی نمیباشید