等離子體是氣、液、固三态以外,物質存在的第四态——事實上,宇宙中99.9%的成分都是等離子體。是被電離的氣體分子、電子、離子組成的一個粒子混合體。等離子體技術本身流淌着“高端”的應用血統,前期主要應用于芯片刻蝕、航空點火、航天推進、醫學美容等領域。近年來,其在生物醫學領域的重要性逐漸顯現,被認識是一種相對理想的空氣殺菌消毒技術。其殺菌消毒機理主要包括四個方面:
(1)電場撕裂效應:等離子體裝置能持續不斷的産生甚高濃度的正負離子,這些正負離子在電場作用下,在微生物表面産生的剪切力大于其細胞膜表面張力,在這個能量釋放的過程中,微生物的壁膜受到嚴重破壞,導緻微生物死亡。
(2)高速粒子擊穿效應:當平均電場強度超過一定強度時,被加速的高速粒子會将微生物表面擊穿從而起到破壞微生物的作用。
(3)紫外光輻射作用:在等離子體産生過程中可放出大量紫外光。這種高能紫外光子被DNA等核酸吸收而起到殺菌消毒作用。
(4)高能粒子和活性自由基的作用:氧化性氣體等離子體中含有大量原子氧、自由基等活性物質,它們易與細菌體内蛋白質、核酸、脂質層發生反應引發變性,緻細菌/病毒死亡。
等離子體消毒殺菌效果顯著,在醫院手術室、食品衛生間等已有應用,但由于臭氧含量太高、設備體積重量大等原因,不适合在空調中人在環境實時空氣消毒滅菌中應用,而發展中央空調等離子體消毒滅菌裝置還存在較大的技術難度:
(1)要想依靠等離子體實現空調流動空氣中病菌消殺,必須确保被污染的空氣充分與等離子體接觸,這就要求在空氣流道中産生一道均勻/大面積的等離子體“牆”,從而确保流過的氣體穿“牆”而過使病菌能夠被一次性消殺。目前,市場上見到的空氣淨化/消殺裝置依然是基于靜電除塵原理,必須使用細小的電極在局部形成狹小的強電場,其空氣淨化裝置僅能在不到10%的範圍内産生等離子體,離覆蓋空氣流道相距甚遠;
(2)産生的等離子體強度需要足夠大以保證電場足夠強,同時也要确保等離子體發生裝置不會被強電壓擊穿損壞,這就要求等離子體發生裝置中必須使用交變或脈沖電壓,而電源體積、重量、功耗和放電的電磁幹擾等都有限制。目前市面上銷售的空氣淨化器所采用的靜電技術使用的是直流電壓;
(3)強大的等離子體産生的同時,往往會産生較多的臭氧,有效的控制等離子體中的臭氧含量,需要高超的調制手段。基于靜電除塵技術的淨化器,往往将等離子體強度控制到最低以限制臭氧産生。
事實上截止目前,已經出現室内空氣等離子體消毒殺菌設備,但尚未發現投入商用的真正意義上的空調“空氣等離子體消毒殺菌”裝置。
可見,基于靜電除塵技術的空氣淨化和基于等離子消殺技術的空氣消毒在原理和效果上是完全不同的。那麼,怎樣鑒别汗牛充棟的“等離子體淨化裝置”究竟是靜電吸附款還是真正的等離子體消殺裝置呢?其實從前面的描述中,我們可以總結幾條簡單的規律:如果購買的空氣淨化器中(1)采用了高壓直流電源,并且(2)設備中使用了大量金屬針尖(或金屬細絲)作為電極,那麼大概率這隻是一台披着“等離子體消毒殺菌技術”外衣的靜電除塵裝置了。
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