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    負離子與臭氧的今天明天

    2021-12-18 20:35:22 壹點網

    對于臭氧對滅活新冠病毒的有效發生原理,在之前的《臭氧能滅活新冠病毒?這并非無稽之談》文章中進行了詳細的解釋,這次我引入一位“新朋友”——負離子。論及負離子和臭氧的關系,對于大多數工程專業的從業人員來說,過于淺層了。但鑒于市場上過多關于負離子的“神學傳說”和“萬能應用”,我還是計劃從發生器的角度去做下科學的“掃盲”。然后我會分享下我對于負離子和臭氧在未來應用層面的差異和趨勢。

    負離子沒有“神話”,很質樸

    其實負離子的本質,是非常容易去理解的,就是中性氣體分子受到能量作用,被電離,帶上負電。也正是基于對電離的能量需求,所以負離子的生成一般分為天然生成和人工生成兩類,能量的表現形態可以是放射性元素釋放的射線,也可以是熱電子發射,甚至宇宙射線、紫外線或者光合作用等。所以負離子從原理上來說,是一種非常質樸的帶電離子。

    這種質樸感,同樣表現在應用層面?,F在耳熟能詳的應用面,諸如:空氣除塵凈化、肌膚保濕等,其實都源自于負離子的帶電屬性。

    在居家環境中,負離子捕捉空氣中的灰塵和煙霧,形成帶電塵埃和煙霧。而由于這些氣體微顆粒帶負電,所以易附著到墻壁和地板上,這樣就可以迅速減少空氣中的塵埃和煙霧,起到除塵空氣凈化的作用。而負離子作用于水分子,也是同樣道理,帶上負電的水分子,極易和日常肌膚(帶正電)吸引,這樣就可以把水和濕度鎖在肌膚表面,就是所謂的“保濕”。

    同時,其帶負電荷在結構上與超氧化物自由基相似,其氧化還原作用強,能夠破壞細菌病毒電荷的屏障及細菌細胞活性酶的活性,這就讓負離子具備了抗病毒、抗過敏、除甲醛等作用。

    而從另一方面去說,負離子應用上的短板也由于其特性,變得較為明顯。如沉降作用后,如果遇到空氣流通,這些沉降物質依然會被吹起,繼續蔓延在空氣中,并不是完全被去除;并且,負離子濃度并非越高越好,當濃度超過10?個/cm3時,負離子對機體會產生一定的毒副作用,所以也無法毫無顧忌的去使用負離子充斥進呼吸環境中。

    至此,我們可以對負離子和上一篇說的臭氧,有一個相對比較明晰的梳理了。

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    民生的負離子和產業的臭氧

    從梳理出的區隔去看,我們并不難發現:負離子的應用領域相對臭氧來說,會更民生化;而臭氧,則更產業化。造成這種區別的原因也是和他們的不同特性息息相關。

    負離子的沉降作用主要是物理反應,而氧化還原性相對于臭氧沒有那么強,對于濃度上限處在一個可控的領域。臭氧則不然,臭氧的作用空間是有一定要求的。并且,臭氧的強氧化性,是一把雙刃劍。拿臭氧滅活新冠病毒的實驗去舉例:當臭氧濃度在0.1ppm的實驗室條件下,120分鐘后達到99.9%以上滅活效果;而在臭氧濃度6ppm實驗室條件下,40分鐘后就可以達到同等滅活效果。但如此高濃度的臭氧環境下,人會劇烈咳嗽、影響中樞神經,且也只可以待5-20分鐘不等的時間(根據個人體質差異)。同時,臭氧在常溫常壓下具有15-30分鐘的半衰期。所以我們不妨假設,如果寄希望于臭氧要在日常生活中充分體現其價值,我們得控制空氣流通,保持相對穩定的空氣環境下,我們既需要保證臭氧的生成速率以達到空間內的高濃度,同時又要對氧化效果進行控制。一番權衡下來,我們不得不得承認一點,臭氧的應用伴隨功能的有效化,一般多建議于無人且密閉環境下應用。這就造成了應用范圍的明顯適配性。

    總結:

    負離子:開放、穩定、可控的民生場景

    臭氧:密閉、無人、高效的產業場景

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    負離子和臭氧的明天去往何方?

    從這兩種偏向再往后去分析,這也基本上可以確定負離子發生器和臭氧發生器的未來領域和發展趨勢。

    從目前的制造趨勢去看,負離子發生器被越發高頻地適用于生活場景下,而伴隨生活接入點的增多,對于消耗品性質的發生器來說,如何提高單位時間內離子制造量的同時,有效延長發生器的有效距離是關鍵。

    在比較了市場上較為有代表性的發生器制造商的數據和國際品牌,我們不難看出,當作用距離達到30cm的時候,只有日本制造業巨頭村田一家的發生器可以維持在一個高線上,其余類似國內的T和F (國內廠家,企業名字均作了隱藏),其衰減率都超過了85%。哪怕只針對空氣凈化器這樣的常規應用,這樣的有效距離都是非常捉襟見肘的。跳開國內制造企業的不足,光從村田的負離子發生器產品優勢去理解,長有效距離、再加上長有效壽命,意味著負離子發生器的落地終端很有可能會轉變當下密集型的機器覆蓋型投入方式,越發趨向于少量布點,但覆蓋超大空間和常態化的使用場景下去應用,如密集型人員聚會場所或公共交通站點等,潛力和可能巨大。

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    臭氧的情況則又不同,強氧化性的臭氧發生器,其產品壽命是一個重大課題。

    我們不妨可以先觀察下圖發生的情況:

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    我們知道,發生器本質是一種消耗品,在使用過程中,伴隨使用時間的延長,對于接口的腐蝕性影響是不得不考慮的問題,且腐蝕強度也和制造濃度相關。業內人士作了一個實驗:

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    拿了國內品牌T的一款臭氧發生器做的實驗,結果在100小時的工作時間之后,其產生的臭氧密度在空間內降到了原數值的2%,衰減率高達98%。而據資料顯示,國際上,對于常規臭氧發生器的平均使用壽命需求是1000 Hrs。村田在對外的產品推介上,也展示了其發生器100小時后的臭氧密度依然可以維持在97.6%左右的均線上下。

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    (MHM501 Type)

    對于使用者來說,臭氧發生器落地于終端儀器后,對于不足100Hrs的使用壽命,勢必是不會買賬的。這個問題和矛盾想必也一定會轉移到制造商和研發商頭上。在國外廠商考慮應用場景邊界問題如何拓寬的時候,國內制造廠商還出于一個相對落后的技術追趕階段,這是目前國內制造業所無法規避的問題。

    我們從宏觀上去看國內未來的機會點,其實對于臭氧發生器,包括負離子發生器的未來需求是巨大的。從這幾年智能制造的實踐來看,做AI、做物聯網、做自動化、做云計算、做IT等各路江湖,在制造界產生了跨越式的交集和兼容。

    制造業被數字化,變成智造業,其核心等同于生產要素顆?;?,在科技引領的智能制造沖擊下,勢必會綻放出新的能量形態。對于終端企業來說,這需要企業比以前更加深入地打開邊界,重新思考制造的形態。而對于芯片商、元件商來說,以技術的無邊界延展為目標,賦能未來的諸多可能性,才是保持企業強大的根本所在。

    免責聲明:市場有風險,選擇需謹慎!此文僅供參考,不作買賣依據。

    標簽: 今天 明天 臭氧

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