對于臭氧對滅活新冠病毒的有效發(fā)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(shù)工程專業(yè)的從業(yè)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(fā)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(xiàn)形態(tài)可以是放射性元素釋放的射線,也可以是熱電子發(fā)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(xiàn)在應用層面?,F(xiàn)在耳熟能詳?shù)膽妹?,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(huán)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(xù)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(huán)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。
民生的負離子和產業(yè)的臭氧
從梳理出的區(qū)隔去看,,我們并不難發(fā)現(xiàn):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(yè)化,。造成這種區(qū)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(huán)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(jù)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(xiàn)其價值,,我們得控制空氣流通,保持相對穩(wěn)定的空氣環(huán)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(huán)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(wěn)定,、可控的民生場景
臭氧:密閉、無人,、高效的產業(yè)場景
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(fā)生器和臭氧發(fā)生器的未來領域和發(fā)展趨勢。
從目前的制造趨勢去看,,負離子發(fā)生器被越發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)生器制造商的數(shù)據(jù)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(yè)巨頭村田一家的發(fā)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(yè)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(guī)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(yè)的不足,,光從村田的負離子發(fā)生器產品優(yōu)勢去理解,,長有效距離,、再加上長有效壽命,意味著負離子發(fā)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(fā)趨向于少量布點,,但覆蓋超大空間和常態(tài)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,。
臭氧的情況則又不同,強氧化性的臭氧發(fā)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(fā)生的情況:
我們知道,發(fā)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(yè)內人士作了一個實驗:
拿了國內品牌T的一款臭氧發(fā)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(shù)值的2%,,衰減率高達98%。而據(jù)資料顯示,,國際上,,對于常規(guī)臭氧發(fā)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(fā)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,。
(MHM501 Type)
對于使用者來說,臭氧發(fā)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(fā)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(yè)所無法規(guī)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(fā)生器,包括負離子發(fā)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(lián)網(wǎng),、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(yè)被數(shù)字化,,變成智造業(yè),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(tài),。對于終端企業(yè)來說,,這需要企業(yè)比以前更加深入地打開邊界,重新思考制造的形態(tài),。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(yè)強大的根本所在。