美國疾病控制與預防中心（CDC）在2022年初的一份更新指南中說，鬆散的布制口罩在防止COVID-19傳播的作用最小，而N95和KN95口罩的保護作用最大。儘管如此，在該大流行病開始兩年多后，人們仍未充分了解口罩的特點，以獲得最理想的保護。在AIP出版社出版的《流體物理學》中，佛羅里達州立大學和約翰斯·霍普金斯大學的研究人員使用主成分分析（PCA）以及流體動力學模擬模型，顯示了所有類型口罩的正確貼合的至關重要性，以及臉型如何影響最理想的貼合。
該研究表明，戴兩層不合適的口罩可能不會顯著提高口罩的效率，而且會產生一種“虛假的安全感”。
更多的層意味着口罩的多孔性較差，導致更多的氣流從口罩的周邊空隙（側面、頂部和底部）被迫流出，而口罩的安全性較差。雙層口罩只有在良好的口罩貼合度下才能提高過濾效率，但也可能導致呼吸困難。
研究人員模擬了從一個成年男性的嘴裡噴出的中度咳嗽氣流，他戴着布口罩，耳朵上纏着彈性帶。他們計算了在不同材料孔隙率水平下通過口罩前端和周邊間隙的最大體積流速。
為了獲得更真實的三維臉部形狀和尺寸，研究人員使用了PCA，它整合了從瑞士巴塞爾大學的頭部掃描數據中檢索到的100個成年男性和100個成年女性的頭部數據。PCA濃縮了大量的變量集，同時保留了大部分的信息。
他們的模型顯示了所有面部結構中典型的輕微不對稱性是如何影響正確的口罩貼合度的。例如，口罩在面部左側的貼合度可能比在右側的貼合度更高。
“面部的不對稱性對眼睛來說幾乎是不可察覺的，但通過口罩的咳嗽氣流就很明顯，”共同作者、佛羅里達州立大學的 Tomas Solano 說。“對於這種特殊情況，觀察到的唯一未經過濾的泄漏是通過頂部。然而，對於不同的臉型，通過口罩的底部和側面的泄漏也是可能的。”
創建為每個人的臉定製的“設計師口罩”在規模上是不實際的。儘管如此，基於PCA的模擬仍可用於為不同人群設計更好的口罩，揭示男性和女性或兒童和老年人面部結構的一般差異以及通過口罩的相關氣流。