一、負離子殺菌技術原理
1、負離子除塵殺菌機理
負離子除塵的機理在于負離子在自身的電荷作用下，很容易吸附空氣中的微小顆粒物和帶正電的顆粒物，通過正負離子吸引使得空氣中的顆粒物凝并，聚集的顆粒物凝并成為大顆粒物沉降。
負離子殺菌的機理在于負離子與細菌結合后，會使細菌的結構發(fā)生改變，從而影響細菌能量的轉移。負離子可以令細菌的蛋白質產生兩極性顛倒，從而導致細菌的生存能力下降或者細菌的死亡。
2、負離子生成過程
一般地，負離子發(fā)生器是利用脈沖、振蕩電器將低電壓升至直流負高壓，將直流負高壓連接到金屬或碳元素制作的釋放尖端，利用尖端直流高壓產生高電暈，高速地放出大量的電子（e-），而電子無法長久存在于空氣中（存在的電子壽命只有納秒級），立刻會被空氣中的氧分子（O2）捕捉，形成氧離子（O2-）。氧離子和空氣中的水蒸氣結合形成負氧離子。產生負氧離子的過程如圖 1 所示。
二、負離子技術的優(yōu)缺點
1. 負離子技術的優(yōu)點
由于同時具有除塵和除菌功能，且對人體無害，應用在空氣凈化產品中，負離子技術具有天然的優(yōu)勢。有研究表明，在實驗條件下，負離子的除菌效果超過濃度為3%過氧乙酸的殺菌效果。利用負離子結合沉降灰塵、殺滅細菌，同時配合HEPA網過濾吸附，將可以事半功倍地進行空氣凈化。
負離子對食品的保鮮也有很好的效果，有針對江漢櫻桃保鮮的研究表明，負離子處理可以有效延長貯藏時間，同時可以較好的保持和較好延緩漢江櫻桃果實中維生素C、可溶性固形物、有機酸含量的流失，保鮮效果優(yōu)于臭氧。
另外值得一提的是，在人為利用前，負氧離子實際上已廣泛存在于自然界，通常在環(huán)境優(yōu)美、氣候濕潤的森林地帶富集，醫(yī)學界有觀點認為負氧離子對人體有益，其生物作用機理在于空氣中的負離子能激活空氣中的氧分子，使得氧分子更加活躍從而更加容易被人體吸收，使得血液中的含氧量增加，這有利于血液中氧氣的運輸，也有利于人體對于氧氣的利用與吸收。而且負離子能激活人體內的多種酶，具有加快人體新陳代謝、強化人體機能增強人體免疫力的作用，還可以改善我們的睡眠，對人體健康十分有益，具有一定的養(yǎng)生保健功能。
2．負離子技術的缺點
負離子技術最主要的問題是在通常負離子發(fā)生器產生負離子的過程中，容易同時產生臭氧，低濃度的臭氧可以殺菌消毒，但是高濃度的臭氧對我們人體有著極大的危害，高濃度的臭氧會刺激和損害我們的眼睛、鼻子和喉嚨，尤其是損傷我們的呼吸系統(tǒng)，容易對我們的肺部造成急性危害，比如支氣管炎和肺氣腫等。如何控制臭氧的濃度，保證使用安全是負離子技術研究的重點方向。
同時，如果是不考慮臭氧對人體損傷的應用領域，有文獻證實臭氧對細菌的殺菌效果明顯優(yōu)于負離子。因此，只有在人體直接接觸的情況下，采用負離子殺菌技術才會優(yōu)于臭氧技術。
另一個關鍵問題在于，負離子的殺菌機理是利用改變細菌細胞的電流來殺滅細菌，那么其對沒有細胞結構的病毒是否能夠有滅殺能力？在現(xiàn)有文獻中目前沒有找到相關論述和試驗證實。因此，在實際應用中，若相關的除菌電器其機理為應用負離子除菌，則不可盲目將其用于病毒消殺。
三、在家居環(huán)境中的應用場景
1. 空氣凈化應用
在空氣凈化方面的應用，負離子技術的主要優(yōu)勢在于同時具有除塵、殺菌、對人體有益等特性。負離子技術目前最主要的應用也是在于空氣凈化產品中。如空氣凈化器、凈化空調。
正如前文所述，由于其除菌、除塵的原理是使其灰塵凝結為更大顆粒，使細菌死亡失活，再結合HEPA網、活性炭等進行過濾，則可使得空氣凈化過程更高效地完成。文獻表明，負離子發(fā)生裝置搭配HEPA網一起使用能起到互相增益的效果。
2. 食品殺菌、保鮮應用
在食品儲存上，負離子技術的優(yōu)勢在于同時具有殺菌、保鮮、對人體無害等特性?？梢詰迷诒涞臍⒕⒈ｕr上。冰箱其實對人體而言也是頻繁接觸的場景，因此其對人體無害的特性也是很有意義的。
針對有些食品并不適合冷藏、冷凍保鮮的特性，可以考慮利用負離子技術開發(fā)食品儲藏柜等產品，實現(xiàn)殺菌、保鮮的食品常溫貯藏。
或者說，設計一種殺菌保鮮功能模塊，可以自由應用于冰箱里或任何密封柜體內實現(xiàn)殺菌保鮮功能，也是一種不錯的產品思路。
四、總結與展望
綜上所述，不論在空氣凈化還是食品儲藏上的應用，負離子殺菌技術相比其他殺菌技術的最主要優(yōu)勢都在于對人體無害且有益，而弱勢在于其殺菌能力跟臭氧相比較弱，且其是否具有消毒效果有待考證。
但是，其他的殺菌技術如臭氧、紫外線、高溫等，都對人體有不同程度的傷害，因此負離子技術的優(yōu)勢其實是非常大的。如果能夠解決產生臭氧的問題，那么負離子技術在空氣凈化類產品上還將有更廣闊的應用。比如開發(fā)可以同時利用負離子的除塵、殺菌功能并發(fā)揮其養(yǎng)生保健功能的綜合空氣處理解決方案。
同時，負離子技術目前尚在發(fā)展過程中，新型的負離子釋放器如納子富勒烯負離子釋放器被認為可以實現(xiàn)在不產生臭氧的前提下釋放負離子，從而解決其使用安全性問題。因此負離子技術可以說是未來空氣凈化領域的重要組成部分。
[1] 郭禹岐,白莉.負離子空氣凈化技術研究[J].北方建筑,2019,4(06):35-38.
[2] 丘珊珊,李蔭瓏,陳信勇.空氣凈化模塊的安全性分析與探討[J].家電科技,2018(08):44-46.
[3] 龔圣,黃肖容,隋賢棟.室內空氣凈化技術[J].環(huán)境污染治理技術與設備,2004(04):55-57+69.
[4] 李猛,胡海梅,劉全義.冰箱智能殺菌技術研究[J].家電科技,2017(08):83-85.
[5] 趙慶,鄒鐵,王清章,嚴守雷,李潔.臭氧·負離子對影響雞蛋安全的3種細菌的殺菌效果[J].安徽農業(yè)科學,2011,39(16):9732-9734.
[6] 李慧,萬德慧,劉志培,吳峰,謝菊英,王璐,向世標.不同保鮮處理對漢江櫻桃冰溫貯藏效果的影響[J].湖北農業(yè)科學,2019,58(08):117-120.
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