負(fù)離子與臭氧的今天明天

對(duì)于臭氧對(duì)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(jìn)行了詳細(xì)的解釋，這次我引入一位“新朋友”——負(fù)離子。論及負(fù)離子和臭氧的關(guān)系，對(duì)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(chǎng)上過多關(guān)于負(fù)離子的“神學(xué)傳說”和“萬(wàn)能應(yīng)用”，我還是計(jì)劃從發(fā)生器的角度去做下科學(xué)的“掃盲”。然后我會(huì)分享下我對(duì)于負(fù)離子和臭氧在未來應(yīng)用層面的差異和趨勢(shì)。

負(fù)離子沒有“神話”，很質(zhì)樸

其實(shí)負(fù)離子的本質(zhì)，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(fù)電。也正是基于對(duì)電離的能量需求，所以負(fù)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(fù)離子從原理上來說，是一種非常質(zhì)樸的帶電離子。

這種質(zhì)樸感，同樣表現(xiàn)在應(yīng)用層面。現(xiàn)在耳熟能詳?shù)膽?yīng)用面，諸如：空氣除塵凈化、肌膚保濕等，其實(shí)都源自于負(fù)離子的帶電屬性。

在居家環(huán)境中，負(fù)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(fù)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(fù)離子作用于水分子，也是同樣道理，帶上負(fù)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(shí)，其帶負(fù)電荷在結(jié)構(gòu)上與超氧化物自由基相似，其氧化還原作用強(qiáng)，能夠破壞細(xì)菌病毒電荷的屏障及細(xì)菌細(xì)胞活性酶的活性，這就讓負(fù)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(fù)離子應(yīng)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(zhì)依然會(huì)被吹起，繼續(xù)蔓延在空氣中，并不是完全被去除;并且，負(fù)離子濃度并非越高越好，當(dāng)濃度超過10?個(gè)/cm3時(shí)，負(fù)離子對(duì)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生一定的毒副作用，所以也無法毫無顧忌的去使用負(fù)離子充斥進(jìn)呼吸環(huán)境中。

至此，我們可以對(duì)負(fù)離子和上一篇說的臭氧，有一個(gè)相對(duì)比較明晰的梳理了。

民生的負(fù)離子和產(chǎn)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(fù)離子的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)臭氧來說，會(huì)更民生化;而臭氧，則更產(chǎn)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(guān)。

負(fù)離子的沉降作用主要是物理反應(yīng)，而氧化還原性相對(duì)于臭氧沒有那么強(qiáng)，對(duì)于濃度上限處在一個(gè)可控的領(lǐng)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(qiáng)氧化性，是一把雙刃劍。拿臭氧滅活新冠病毒的實(shí)驗(yàn)去舉例：當(dāng)臭氧濃度在0.1ppm的實(shí)驗(yàn)室條件下，120分鐘后達(dá)到99.9%以上滅活效果;而在臭氧濃度6ppm實(shí)驗(yàn)室條件下，40分鐘后就可以達(dá)到同等滅活效果。但如此高濃度的臭氧環(huán)境下，人會(huì)劇烈咳嗽、影響中樞神經(jīng)，且也只可以待5-20分鐘不等的時(shí)間(根據(jù)個(gè)人體質(zhì)差異)。同時(shí)，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(shè)，如果寄希望于臭氧要在日常生活中充分體現(xiàn)其價(jià)值，我們得控制空氣流通，保持相對(duì)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(dá)到空間內(nèi)的高濃度，同時(shí)又要對(duì)氧化效果進(jìn)行控制。一番權(quán)衡下來，我們不得不得承認(rèn)一點(diǎn)，臭氧的應(yīng)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(yīng)用。這就造成了應(yīng)用范圍的明顯適配性。

總結(jié)：

負(fù)離子：開放、穩(wěn)定、可控的民生場(chǎng)景

臭氧：密閉、無人、高效的產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景

負(fù)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(fù)離子發(fā)生器和臭氧發(fā)生器的未來領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。

從目前的制造趨勢(shì)去看，負(fù)離子發(fā)生器被越發(fā)高頻地適用于生活場(chǎng)景下，而伴隨生活接入點(diǎn)的增多，對(duì)于消耗品性質(zhì)的發(fā)生器來說，如何提高單位時(shí)間內(nèi)離子制造量的同時(shí)，有效延長(zhǎng)發(fā)生器的有效距離是關(guān)鍵。

在比較了市場(chǎng)上較為有代表性的發(fā)生器制造商的數(shù)據(jù)和國(guó)際品牌，我們不難看出，當(dāng)作用距離達(dá)到30cm的時(shí)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(gè)高線上，其余類似國(guó)內(nèi)的T和F (國(guó)內(nèi)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(duì)空氣凈化器這樣的常規(guī)應(yīng)用，這樣的有效距離都是非常捉襟見肘的。跳開國(guó)內(nèi)制造企業(yè)的不足，光從村田的負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)去理解，長(zhǎng)有效距離、再加上長(zhǎng)有效壽命，意味著負(fù)離子發(fā)生器的落地終端很有可能會(huì)轉(zhuǎn)變當(dāng)下密集型的機(jī)器覆蓋型投入方式，越發(fā)趨向于少量布點(diǎn)，但覆蓋超大空間和常態(tài)化的使用場(chǎng)景下去應(yīng)用，如密集型人員聚會(huì)場(chǎng)所或公共交通站點(diǎn)等，潛力和可能巨大。

臭氧的情況則又不同，強(qiáng)氧化性的臭氧發(fā)生器，其產(chǎn)品壽命是一個(gè)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(zhì)是一種消耗品，在使用過程中，伴隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)于接口的腐蝕性影響是不得不考慮的問題，且腐蝕強(qiáng)度也和制造濃度相關(guān)。業(yè)內(nèi)人士作了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：

拿了國(guó)內(nèi)品牌T的一款臭氧發(fā)生器做的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在100小時(shí)的工作時(shí)間之后，其產(chǎn)生的臭氧密度在空間內(nèi)降到了原數(shù)值的2%，衰減率高達(dá)98%。而據(jù)資料顯示，國(guó)際上，對(duì)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(duì)外的產(chǎn)品推介上，也展示了其發(fā)生器100小時(shí)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(duì)于使用者來說，臭氧發(fā)生器落地于終端儀器后，對(duì)于不足100Hrs的使用壽命，勢(shì)必是不會(huì)買賬的。這個(gè)問題和矛盾想必也一定會(huì)轉(zhuǎn)移到制造商和研發(fā)商頭上。在國(guó)外廠商考慮應(yīng)用場(chǎng)景邊界問題如何拓寬的時(shí)候，國(guó)內(nèi)制造廠商還出于一個(gè)相對(duì)落后的技術(shù)追趕階段，這是目前國(guó)內(nèi)制造業(yè)所無法規(guī)避的問題。

我們從宏觀上去看國(guó)內(nèi)未來的機(jī)會(huì)點(diǎn)，其實(shí)對(duì)于臭氧發(fā)生器，包括負(fù)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(shí)踐來看，做AI、做物聯(lián)網(wǎng)、做自動(dòng)化、做云計(jì)算、做IT等各路江湖，在制造界產(chǎn)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(chǎn)要素顆?；诳萍家I(lǐng)的智能制造沖擊下，勢(shì)必會(huì)綻放出新的能量形態(tài)。對(duì)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(duì)于芯片商、元件商來說，以技術(shù)的無邊界延展為目標(biāo)，賦能未來的諸多可能性，才是保持企業(yè)強(qiáng)大的根本所在。