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负离子发生器和臭氧发生器的未来领域和发展趋势

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  论及负离子和臭氧的关系,对于大多数工程专业的从业人员来说,过于浅层了。但鉴于市场上过多关于负离子的“神学传说”和“万能应用”,我还是计划从发生器的角度去做下科学的“扫盲”。然后我会分享下我对于负离子和臭氧在未来应用层面的差异和趋势。

  其实负离子的本质,是很容易去理解的,就是中性气体分子受到能量作用,被电离,带上负电。也正是基于对电离的能量需求,所以负离子的生成大体上分为天然生成和人工生成两类,能量的表现形态可以是放射性元素释放的射线,也可以是热电子发射,甚至宇宙射线、紫外线或者光合作用等。所以负离子从原理上来说,是一种非常质朴的带电离子。

  这种质朴感,同样表现在应用层面。现在耳熟能详的应用面,诸如:空气除尘净化、肌肤保湿等,其实都源自于负离子的带电属性。

  在居家环境中,负离子捕捉空气中的灰尘和烟雾,形成带电尘埃和烟雾。而由于这些气体微颗粒带负电,所以易附着到墙壁和地板上,这样就可以迅速减少空气中的尘埃和烟雾,起到除尘空气净化的作用。而负离子作用于水分子,也是同样道理,带上负电的水分子,极易和日常肌肤(带正电)吸引,这样就可以把水和湿度锁在肌肤表面,是所谓的“保湿”。

  同时,其带负电荷在结构上与超氧化物自由基相似,其氧化还原作用强,能够破坏细菌病毒电荷的屏障及细菌细胞活性酶的活性,这就让负离子具备了抗病毒、抗过敏、除甲醛等作用。

  而从另一方面去说,负离子应用上的短板也由于其特性,变得较为显著。如沉降作用后,若遇到空气流通,这些沉降物质依然会被吹起,继续蔓延在空气中,并不是完全被去除;并且,负离子浓度并非越高越好,当浓度超过10的6次方个/cm3时,负离子对机体会产生一定的毒副作用,所以也无法毫无顾忌的去使用负离子充斥进呼吸环境中。

  从梳理出的区隔去看,我们并显而易见:负离子的应用领域相对臭氧来说,会更民生化;而臭氧,则更产业化。造成这种区别的原因也是和他们的不同特息相关。

  负离子的沉降作用主要是物理反应,而氧化还原性相对于臭氧没那么强,对于浓度上限处在一个可控的领域。臭氧则不然,臭氧的作用空间是有一定要求的。并且,臭氧的强氧化性,是一把双刃剑。拿臭氧灭活新冠病毒的实验去举例:当臭氧浓度在0.1ppm的实验室条件下,120分钟后达到99.9%以上灭活效果;而在臭氧浓度6ppm实验室条件下,40分钟后就能够达到同等灭活效果。但如此高浓度的臭氧环境下,人会剧烈咳嗽、影响中枢神经,且也只可以待5-20分钟不等的时间(根据自己体质差异)。同时,臭氧在常温常压下具有15-30分钟的半衰期。所以我们不妨假设,如果寄希望于臭氧要在日常生活中充足表现其价值,我们得控制空气流通,保持相对来说比较稳定的空气环境下,我们既需要保证臭氧的生成速率以达到空间内的高浓度,同时又要对氧化效果来控制。一番权衡下来,我们不得不得承认一点,臭氧的应用伴随功能的有效化,一般多建议于无人且密闭环境下应用。这就造成了应用场景范围的明显适配性。

  从这两种偏向再往后去分析,这也基本上能确定负离子发生器和臭氧发生器的未来领域和发展趋势。

  从目前的制造趋势去看,负离子发生器被越发高频地适用于生活场景下,而伴随生活接入点的增多,对于消耗品性质的发生器来说,怎么样提高单位时间内离子制造量的同时,有效延长发生器的有效距离是关键。

  在比较了市场上较为有代表性的发生器制造商的数据和国际大品牌,我们显而易见,当作用距离达到30cm的时候,只有日本制造业巨头村田一家的发生器可以维持在一个高线上,其余类似国内的T和F (国内厂家,企业名字均作了隐藏),其衰减率都超过了85%。哪怕只针对空气净化器这样的常规应用,这样的有效距离都是非常捉襟见肘的。跳开国内制造企业的不足,光从村田的负离子发生器产品的优点去理解,长有效距离、再加上长有效寿命,意味着负离子发生器的落地终端很有一定的概率会转变当下密集型的机器覆盖型投入方式,越发趋向于少量布点,但覆盖超大空间和常态化的使用场景下去应用,如密集型人员聚会场所或公共交通站点等,潜力和可能巨大。

  我们知道,发生器本质是一种消耗品,在使用的过程中,伴随使用时间的延长,对于接口的腐蚀性影响是不得已考虑的问题,且腐蚀强度也和制造浓度相关。业内人士作了一个实验:

  拿了国内品牌T的一款臭氧发生器做的实验,结果在100小时的上班时间之后,其产生的臭氧密度在空间内降到了原数值的2%,衰减率高达98%。而据资料显示,国际上,对于常规臭氧发生器的平均常规使用的寿命需求是1000 Hrs。村田在对外的产品推介上,也展示了其发生器100小时后的臭氧密度依然可以维持在97.6%左右的均线上下。

  对于使用者来说,臭氧发生器落地于终端仪器后,对于不足100Hrs的常规使用的寿命,势必是不会买账的。这样的一个问题和矛盾想必也一定会转移到制造商和研发商头上。在国外厂商考虑应用场景边界问题如何拓宽的时候,国内制造厂商还处于一个相对落后的技术追赶阶段,这是目前国内制造业所无法规避的问题。

  我们从宏观上去看国内未来的机会点,实际上对于臭氧发生器,包括负离子发生器的未来需求是巨大的。从这几年人机一体化智能系统的实践来看,做AI、做物联网、做自动化、做云计算、做IT等各路江湖,在制造界产生了跨越式的交集和兼容。

  制造业被数字化,变成智造业,其核心等同于生产要素颗粒化,在科技引领的人机一体化智能系统冲击下,势必会绽放出新的能量形态。对于终端企业来说,这需要企业比以前更加深入地打开边界,重新思考制造的形态。而对于芯片商、元件商来说,以技术的无边界延展为目标,赋能未来的诸多可能性,才是保持企业强大的根本所在。

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