东方计量：等离子杀菌净化设备 疫情防控中的空气净化卫士

此次疫情发生之后，中国空间技术研究院下属北京东方计量测试研究所发挥航天静电技术优势，研发出等离子杀菌净化设备，该设备可杀死空气中的细菌等微生物并净化空气颗粒，为打赢疫情防控人民战争、总体战、阻击战提供科技支撑。

等离子体是一种电离度大于0.1%的气体，是由离子、电子和中性粒子(原子和分子)所组成的集合体。等离子体整体呈电中性，但含有相当数量的电子和离子，表现出相应的电磁学等性能，例如，等离子体中的带电粒子既会进行热运动和扩散，也会在电场作用下进行迁移。等离子体有别于固态、液态、气态这3种物质状态，是宇宙中最广泛存在的物质状态，被称为物质的第四态。

气体放电等离子体杀菌技术是微生物控制前沿技术之一，属于物理-化学-生物-医学多学科交叉融合技术，涉及气体放电物理、等离子体物理/化学、电化学反应、生物医学等多个领域，该技术通过电离局域空气形成等离子体，破坏细菌、病毒、真菌等有害微生物的结构，阻断增殖过程，实现较大空间内的灭菌效果。杀菌效果的实现得益于以下几个因素：（1）活性基团：气体放电等离子体杀菌过程会发生一系列复杂的电化学反应，空气环境中O2分子、H2O分子的化学键被电离打开，形成活性氧原子、OH自由基、活化氢原子等活性基团，这些基团通过氧化细胞壁或者破坏微生物中的核酸、氨基酸、蛋白质等物质而起到杀菌作用。（2）高能电子：在气体放电的局域电场，部分电子会获得很高能量而产生极大动能，单纯的轰击与刻蚀作用就会破坏微生物的结构，使其细胞膜、细胞壁发生穿孔，使胞内部物质外溢而导致细胞失活。（3）带电粒子：气体放电等离子体是大量带电粒子的集体，这些带电粒子会附着在细胞等多分子结构表面，改变甚至破坏其上负责离子通道开启和闭合的蛋白质的三维结构，从而改变细胞的通透性，使胞内物质流出，实现杀菌效果。（4）强电场：在放电离子体区域内，电场强度可以达到106V/m量级，从而引发一系列电磁效应来干扰微生物的繁殖生长，同时对其合成病原物质的过程也有抑制作用。

目前，传统的杀菌技术主要有高温杀菌、化学杀菌、紫外线杀菌、射线或生物杀菌等。高温杀菌技术利用高温或高温蒸汽来实现微生物灭活，优点是无残留，缺点是时间过长并且人机无法共存；化学杀菌技术利用化学药剂的强氧化性来破坏微生物的结构，优点是起效快，缺点是会对人体造成伤害，有残留；紫外线杀菌技术则是利用核蛋白对200～300nm波段辐射的强吸收性对微生物造成辐射损伤，紫外线作用于RNA、DNA，使其断键、断链，阻断其增殖过程而形成致死性干扰作用，优点是无残留，缺点是会对人体造成伤害；射线或生物杀菌等技术具有技术成熟度不高、会对人体造成伤害等缺点。等离子杀菌净化设备采用了气体放电等离子技术，该技术是一种杀菌消毒前沿技术，优势明显：其一，杀菌作用起效快，效果明显；其二，人机共存，对人体无伤害；其三，产品小型化、模块化，适用于日常空气环境的杀菌净化，尤其适合应用于医疗环境下的方舱或者病房等封闭空间内。

等离子杀菌净化设备作为气体放电等离子体灭菌技术的技术成果转化产品，可以降低可吸入颗粒物的浓度，去除VOC，杀死细菌、病毒等微生物，提升空气品质。等离子杀菌设备经过国家空调设备质量监督检验中心检测，其除菌率（白色葡萄球菌）为96.5%，对自然菌的除菌率为95.8%，除氨气效率达50.1%。该设备目前已经应用到河北省石家庄市某大型商业楼项目中，客户反馈效果良好。随着该产品推向市场，许多医疗、养老机构对该产品表示出很大兴趣，目前研究所已与北京市某家医疗机构达成了初步合作意向，另外还有其他2家医疗机构正在洽谈合作中。

研究所利用航天技术研发的军民两用等离子杀菌净化设备通过杀死空气环境中的细菌和净化空气中作为细菌传播载体的颗粒物，保障居民呼吸健康，为巩固当前疫情防控成果贡献了科技力量。

▲壁挂式等离子杀菌净化设备

▲摆放式等离子杀菌净化设备