等離子體是區(qū)別于固體、液體、氣體的第四形態(tài)。當(dāng)原子被加熱到足夠高的溫度，粒子間的熱運(yùn)動(dòng)加劇，外層電子便會(huì)擺脫原子核的束縛，成為自由電子，這個(gè)過程叫做“電離"。此時(shí)，原子核與電子的排布混亂，正負(fù)電荷總量相等，呈電中性，被稱為等離子體。它在地球上所占比重不高，但在宇宙中，等離子體是物質(zhì)存在的主要形式，占據(jù)了宇宙中物質(zhì)總量的99%以上，例如恒星、星際物質(zhì)以及地球周圍的電子層等。

近年來，等離子體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要性逐漸顯現(xiàn)，被認(rèn)為是一種相對(duì)理想的空氣殺菌消毒技術(shù)。以下是關(guān)于等離子體空氣消毒的詳細(xì)介紹：

一、原理

等離子體裝置能持續(xù)不斷地產(chǎn)生高濃度的正負(fù)離子，這些正負(fù)離子在電場(chǎng)作用下，在微生物表面產(chǎn)生的剪切力大于其細(xì)胞膜表面張力。在這個(gè)過程中，微生物的壁膜受到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致微生物死亡。

具體來說，一方面，在等離子體中帶負(fù)電的細(xì)菌受電子的排斥更容易向正離子靠近，使它處于正離子的浸漬包圍之中。足夠多的正離子會(huì)穿透多孔的細(xì)胞壁，浸透到細(xì)胞內(nèi)部破壞細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞電解質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

另一方面，在等離子體產(chǎn)生過程中會(huì)放出大量紫外光，這種高能紫外光子被DNA等核酸吸收，也能起到殺菌消毒作用。同時(shí)，部分帶電的細(xì)菌易被吸引至等離子發(fā)生器的正電極上，正離子在細(xì)菌細(xì)胞膜上大量聚集。隨著正離子濃度增大，細(xì)胞膜上的電勢(shì)差逐漸升高，當(dāng)電勢(shì)差達(dá)到一定的值，細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生擊穿，從而破壞細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)，使細(xì)菌滅絕。

再者，等離子發(fā)生器負(fù)極會(huì)產(chǎn)生兩倍于正離子個(gè)數(shù)的負(fù)離子，負(fù)離子和正離子進(jìn)行中和，瞬間釋放出高能量，破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu)。一部分負(fù)離子被氧氣捕捉，生成負(fù)氧離子，負(fù)氧離子具有很強(qiáng)的氧化性，能夠氧化細(xì)菌中的核酸、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。負(fù)氧離子還能與甲醛等氣味分子發(fā)生反應(yīng)，生成水等無害無味成分。

此外，較高能電子在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)與氣體分子結(jié)構(gòu)、原子產(chǎn)生非彈性碰撞，其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成激發(fā)態(tài)分子結(jié)構(gòu)（原子），引起超激發(fā)、電離度和水解等過程，產(chǎn)生等離子體。一方面，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的極大電磁場(chǎng)會(huì)對(duì)病菌細(xì)胞質(zhì)造成嚴(yán)重穿透和破壞；另一方面，其會(huì)開啟氣體分子結(jié)構(gòu)鍵，形成一些單原子分子結(jié)構(gòu)和空氣負(fù)離子、OH正離子和隨意氧原子等氧自由基，這些物質(zhì)具備活性和強(qiáng)氧化能力，高自旋粒子又能輻射出紫外光，達(dá)到消毒殺菌的效果。

二、優(yōu)勢(shì)

1. 高效殺菌：等離子體滅菌消毒效果好，且作用時(shí)間短，是高強(qiáng)度紫外線所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及的。同時(shí)，它還能快速降解空氣中的有毒有害氣體及活體病毒、細(xì)菌等，高效殺毒、滅菌、去異味、消煙、除塵，且無有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生。

2. 人機(jī)共存：等離子體空氣消毒機(jī)可以在有人存在的室內(nèi)環(huán)境下使用，同時(shí)達(dá)到醫(yī)院級(jí)別的空氣消毒效果。

3. 安全環(huán)保：等離子體空氣消毒機(jī)工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生紫外線、臭氧等有害物質(zhì)，避免了環(huán)境的二次污染。

4. 應(yīng)用廣泛：等離子體空氣消毒機(jī)可用于家庭、學(xué)校、醫(yī)院、商場(chǎng)、辦公室、實(shí)驗(yàn)室、車內(nèi)等多種場(chǎng)所，為人們提供一個(gè)清新、健康的環(huán)境。

三、制約因素

要想依靠等離子體實(shí)現(xiàn)空調(diào)流動(dòng)空氣中病菌消殺，必須確保被污染的空氣充分與等離子體接觸，這就要求在空氣流道中產(chǎn)生一道均勻、大面積的等離子體“墻"，從而確保流過的氣體穿“墻"而過，使病菌能夠被一次性消殺。

然而，目前市場(chǎng)上見到的空氣凈化/消殺裝置依然是基于靜電除塵原理，必須使用細(xì)小的電極在局部形成狹小的強(qiáng)電場(chǎng)，其空氣凈化裝置僅能在不到10%的范圍內(nèi)產(chǎn)生等離子體，離覆蓋空氣流道相距甚遠(yuǎn)。因此，許多廠商宣傳的所謂等離子體消殺只能作為一種輔助手段，效果有限，主要還是依靠其他技術(shù)來實(shí)現(xiàn)凈化和消殺。

此外，要想產(chǎn)生足夠強(qiáng)的等離子體消殺效應(yīng)，需要合適的電場(chǎng)，同時(shí)還要確保等離子體發(fā)生裝置不會(huì)被強(qiáng)電壓擊穿損壞。這就要求等離子體發(fā)生裝置中必須使用交變或脈沖電壓，而電源體積、重量、功耗和放電的電磁干擾等都有限制。

四、技術(shù)突破

目前已有企業(yè)聯(lián)合高校進(jìn)行等離子體空氣消殺技術(shù)攻關(guān)，取得突破性研究成果。例如，西空智造聯(lián)合西安交通大學(xué)頂級(jí)團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出全新的空氣全流道陣列式放電結(jié)構(gòu)+高能脈沖復(fù)合放電模式的空氣斗士等離子體空氣消毒機(jī)。

該消毒機(jī)的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了空氣等離子體消毒技術(shù)從常規(guī)靜電、負(fù)離子技術(shù)等“點(diǎn)、線"式向“面"式的跨越、換代發(fā)展，開啟空氣消毒3.0時(shí)代。它能滿足空氣消毒、除甲醛、除異味三大需求，解決空氣中病毒細(xì)菌交叉感染的難題和人在環(huán)境下室內(nèi)空氣中冠狀病毒、甲流病毒等消殺難題，并能持續(xù)、高效地除甲醛、甲苯及除異味。

五、應(yīng)用實(shí)例

《中國消毒學(xué)雜志》曾發(fā)表《射流型等離子體空氣消毒機(jī)對(duì)室內(nèi)空氣中微生物殺滅效果的研究》報(bào)告，證實(shí)了射流型等離子體空氣消毒機(jī)對(duì)病毒具有較好的殺滅和滅活作用。

報(bào)告指出，浙江省疾控中心魏蘭芬團(tuán)隊(duì)開展了射流型等離子體空氣消毒機(jī)對(duì)室內(nèi)空氣中微生物殺滅效果的研究。通過采用氣溶膠染菌、空氣微生物采樣器采樣和培養(yǎng)方法，觀察雷神等離子噴射消毒機(jī)（G1200型號(hào)）殺滅室內(nèi)空氣中白色葡萄球菌和大腸埃希菌噬菌體的效果。

實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)結(jié)果表明，該空氣消毒機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行60分鐘，對(duì)空氣中的白色葡萄球菌的殺滅率可達(dá)到99.9%以上，對(duì)空氣中病毒（大腸埃希菌噬菌體）的滅活率達(dá)到99.99%。其中，對(duì)白色葡萄球菌的殺菌效果符合《消毒技術(shù)規(guī)范》中對(duì)空氣消毒效果合格的基本要求（殺滅率不低于99.9%）。

綜上所述，等離子體空氣消毒技術(shù)具有高效、環(huán)保、安全等優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，它有望在未來成為主流的空氣消毒技術(shù)之一。