洗手是我们日常生活中再普通不过的一个动作，然而，你是否知道，洗手并非是简单地用水冲洗，而是需要持续一定时间，尤其在公共卫生事件频发的今天，正确洗手的重要性更加凸显。我们经常听到专家和健康机构建议，用洗手液（肥皂）和清水彻底搓洗双手至少20秒。但你或许好奇过：“这20秒的依据是从哪里来的呢？”为什么一定要这么长的时间呢？这其中有什么科学道理吗？

洗手是我们每天都要经历的事情，但是它其实一点也不简单。密歇根州立大学的研究人员于2013年发布的一项调查曾发现，只有5%的人能正确洗手。该研究团队观察了3749人在酒吧、餐馆和其他公共场所的洗手间洗手的情况。结果发现，人们洗手的平均时间约为6秒。其中，15%的男性根本不洗手，而女性的这一比例为7%。此外，33%的人不使用肥皂，而且如果水槽很脏，人们不太可能洗手；而在有鼓励人们洗手标志的地方，人们更有可能洗手。

3749个样本的整体洗手行为和洗手时间统计

回想我们每天洗手的过程，大多数时候都是用水冲洗表面可见的污垢。大多数人也认为，洗手时用水冲洗可见的污垢，就可以保持手的清洁。但其实，不用肥皂或洗手液、洗手时间短，都会让洗手的效果大打折扣。为了证实这点，美国的新闻网站Vox曾做过一个洗手的小实验。他们通过“实验”和“理论”两个方面，为正确洗手“划重点”：要想洗掉手上的病毒，一定要用肥皂或洗手液，并且需要洗手至少20秒以上。

为了直观展示洗手的效果，研究人员使用Glo Germ产品（一种在紫外线下发光的模拟细菌和病毒的产品）进行实验，洗完手后在紫外灯下越亮说明细菌越多手越脏，越黑就意味着细菌越少手越干净。通过下面的几张图我们可以直观地看到使用肥皂或洗手液，并且洗20秒以上的效果：下图第一张展示的是用清水进行冲洗的实验，结果表明这几乎没什么用；第二张图展示的是研究人员用肥皂洗手5到10秒左右，虽然干净很多，但依然有部分细菌和病毒顽固地不肯“离开”；第三张图则是用肥皂或洗手液洗手，并且把洗手的时长延长到20秒，能够看出在这种情况下，手的干净程度与前两种情况截然不同。

直接清水冲洗

用肥皂洗5-10秒

用肥皂或洗手液洗20秒以上

Vox新闻网站上通过实验展示使用洗手液或肥皂，并洗20秒以上的效果

其实，这个原理并不复杂。“冠状病毒”属于“包膜病毒”，它的外层有糖蛋白和脂质构成的包膜。这样的结构让病毒变得像“油渍”一样，如果不用肥皂或洗手液，只使用清水洗手，由于“水油”不相溶，包膜不会被水破坏，水只能顺着病毒流过，不会对其造成任何影响。而对于肥皂分子来说，它的一端是亲水部位，一端是亲油部位。亲油的一端会立马附着在病毒的（脂肪）包膜层，把病毒瓦解得一干二净。用肥皂水洗手时，要破坏病毒表面的脂膜，需要延长洗手时间，给肥皂分子创造足够长的作用时间。

只使用清水洗手时，水顺着病毒流过，未对病毒造成任何影响

现在我们从化学的角度明白了，用洗手液或肥皂洗手20秒以上的原因，那么，从流体力学的角度又该如何解释呢？

2021年8月17日，来自英国伯恩的顾问保罗•哈蒙德(Paul Hammond) 在流体力学top期刊《Physics of Fluids》发表了一篇题为“Will we ever wash our hands of lubrication theory?”的论文。在文中，研究人员通过模拟洗手，估计了从手上去除病毒和细菌等颗粒的时间尺度。这个问题抽象成流体力学数学模型就是一个波形面沿着另一个波形面变化，两者之间有一层液体薄膜。波形面的表面代表手，它们在小空间尺度上是粗糙的，而病毒和细菌等颗粒就被困在了靠近粗糙表面的势阱中。

换句话说，颗粒在山谷底部，为了让它们逃脱，水流的能量必须足够高，才能让它们爬上来离开山谷。而流动的液体的强度取决于手的移动速度。更强的流动更容易去除颗粒。这就好比擦洗衬衫上的污渍：动作越快，污渍就越有可能去除并洗掉。即使粒子能被清除，这个过程也不可能很快。哈蒙德的模型结果表明，洗手需要猛搓20秒的才能去除附着在手上的潜在病毒和细菌等颗粒，这个时间也恰好和疾控中心的洗手指南一致。

模型中粒子运动的一种情况：粒子从红点开始，停留在手的表面（黑色波浪线）。它沿着蓝色路径“逃”出手，然后在水中自由移动。

洗手20秒的科学依据涉及流体力学和化学原理，通过深入理解这些原理，我们可以更好地认识到正确洗手的重要性，并在日常生活中实践。为了自己和他人的健康，让我们从每次洗手做起，养成良好的卫生习惯。