10月31日，空氣凈化是近年來(lái)公眾關(guān)注的熱點(diǎn)議題。如果說(shuō)現(xiàn)在市面上常見(jiàn)的過(guò)濾除塵技術(shù)僅為一張口罩，能夠物理攔截大顆粒塵埃，那么等離子除塵技術(shù)就是吸鐵石，先使微塵帶上電荷，再通過(guò)強(qiáng)電場(chǎng)將其吸住，并且能夠分解有機(jī)大分子、殺滅細(xì)菌病毒。由復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授區(qū)瓊榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的升級(jí)版等離子體滅菌除塵技術(shù)即將亮相第18屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)。

　　殺菌零耗材，編織結(jié)構(gòu)反應(yīng)器增壽至五年

　　現(xiàn)在市面上的空氣凈化器分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是依靠過(guò)濾吸附作用攔截空氣中的灰塵，一類(lèi)是憑借等離子體、靜電或者負(fù)離子技術(shù)來(lái)凈化空氣。

　　據(jù)介紹，過(guò)濾攔截是物理性吸附，不僅不會(huì)殺滅細(xì)菌，還會(huì)使細(xì)菌在其內(nèi)部繁衍，本身就成為二次污染源。而等離子滅菌除塵技術(shù)集塵的同時(shí)直接殺滅細(xì)菌，收集的塵埃不會(huì)成為污染源。為了防止塵埃收集過(guò)多，導(dǎo)致電場(chǎng)的收集能力下降，幾個(gè)月或半年一次的定期清理是即可，而清洗只消耗人工。在設(shè)備的壽命期內(nèi)，等離子除塵器是零耗材的，而物理吸附的HEPA網(wǎng)是一次性耗材，且容塵量低，需要定期更換，雖然整機(jī)首次購(gòu)買(mǎi)價(jià)格便宜，使用者卻需要承擔(dān)后期源源不斷的耗材更換成本，兩三年下來(lái)，成本將超過(guò)等離子體滅菌除塵設(shè)備的投入。

　　與一般采用針狀和鋸齒狀反應(yīng)器的做法不同，區(qū)瓊榮團(tuán)隊(duì)采用了編織電極等離子體反應(yīng)器。“不管是鎢絲，還是針狀和鋸齒狀，我們都試驗(yàn)過(guò)，對(duì)它們的缺點(diǎn)很清楚。理論上，反應(yīng)器是越尖越好。它們都是錐型的，尖的地方容易被放電腐蝕掉而變鈍，尖端電極的場(chǎng)增益就會(huì)下降，電壓就會(huì)上升，臭氧產(chǎn)率也隨之上升，因?yàn)槌粞醍a(chǎn)量在一定程度上與電壓是正相關(guān)關(guān)系。現(xiàn)在市面上很多設(shè)備，新機(jī)器各項(xiàng)指標(biāo)正常，用了三個(gè)月左右，臭氧就容易超標(biāo)了。” 編織的結(jié)構(gòu)一定程度上解決了電極壽命短的問(wèn)題，使得電極增壽至五年以上。“從設(shè)計(jì)上考慮，編織結(jié)構(gòu)的電極直徑是相同的，腐蝕下去，直徑不會(huì)發(fā)生變化。由于絲太細(xì)，無(wú)法豎立，所以采用編織的結(jié)構(gòu)。” 區(qū)瓊榮解釋道。

　　研發(fā)三年，實(shí)現(xiàn)成本降低

　　等離子除塵與負(fù)離子除塵、靜電除塵，本質(zhì)上都是高壓放電現(xiàn)象加以利用的除塵技術(shù)。把空氣電離之后產(chǎn)生的帶負(fù)電的電子和帶正電的離子，吸附在塵埃或者有機(jī)分子上，從而使塵埃帶上電，或者把有機(jī)分子電離分解掉。吸附在塵埃上的帶電電荷，不再進(jìn)行隨機(jī)自由的布朗運(yùn)動(dòng)，而沿著電力線(xiàn)電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)。強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)把帶電荷的灰塵吸引過(guò)來(lái)，帶負(fù)電的塵埃吸附到正極上，帶正電的塵埃吸附在負(fù)極上，于是灰塵就被收集在了電場(chǎng)中的積塵區(qū)，就像磁鐵吸附鐵銹一樣。這就是離子滅菌除塵技術(shù)應(yīng)用的基本原理。

　　相較負(fù)離子技術(shù)和直流放電的靜電技術(shù)，等離子滅菌除塵技術(shù)擁有強(qiáng)大的荷電和集塵能力，凈化效率更高遠(yuǎn)高于前二者。

　　區(qū)瓊榮透露，研究此項(xiàng)技術(shù)的初衷是降低成本。如今，技術(shù)的優(yōu)化使成本得以降低。“現(xiàn)在市場(chǎng)上一臺(tái)適用于50平方米會(huì)議室的等離子滅菌除塵器售價(jià)約3000人民幣，適用于 20平方米房間的等離子滅菌除塵器售價(jià)為1000元左右，而后幾乎無(wú)需維護(hù)的費(fèi)用，普通家庭使用是沒(méi)問(wèn)題的。”隨著技術(shù)推廣與更新，滅菌除塵器市場(chǎng)價(jià)格有望降得更低。

　　區(qū)瓊榮團(tuán)隊(duì)有十余年等離子體物理及其應(yīng)用研究背景，從最初幫助企業(yè)開(kāi)發(fā)等離子體空氣凈化類(lèi)產(chǎn)品到形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)，歷經(jīng)五年時(shí)間。2010年、2011年各地媒體開(kāi)始報(bào)道霧霾，霾之危害深入人心，團(tuán)隊(duì)受邀開(kāi)始幫助企業(yè)開(kāi)發(fā)和檢測(cè)等離子體空氣凈化類(lèi)產(chǎn)品，但總覺(jué)得未能充分發(fā)揮技術(shù)功效，即萌生由實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)等離子體空氣凈化產(chǎn)品的想法，2013年開(kāi)始做樣機(jī)和大量測(cè)試，歷時(shí)四年時(shí)間，形成兩大核心技術(shù)、多款原型機(jī)以及嵌入式模塊，可望在不久的將來(lái)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。區(qū)瓊榮表示，等離子除塵技術(shù)現(xiàn)已進(jìn)入關(guān)鍵的產(chǎn)業(yè)孵化階段。“除塵滅菌得以實(shí)現(xiàn)，讓老百姓呼吸干凈的空氣是我們研究的第一步，讓老百姓呼吸到健康的空氣才是更高的追求。”