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HEPA過濾網的歷史，有幾個人知道？
發布時間: 2017-10-27 11:29 3552 次瀏覽
人類***早開始重視室內空氣問題，源于室內的細菌，早期的科學家，學會用消毒液、加強通風、保持室內干燥的方式，來祛除細菌、真菌和病毒在室內的潛伏威脅。不過，對于PM2.5，人類關注的比較晚，主要是檢測技術不成熟，幾千年里，人類從來沒有發現這個從地球誕生之初***伴隨這個藍色星球的小東西。人類正式關注到PM2.5對生活和工作的影響，還是從上世紀30年代開始。當時的美國人，在制造航空儀表的時候，尤其是陀螺儀的時候，發現質量問題很嚴重，良品率比較低。陀螺儀是飛機上重要的導航裝置，如果陀螺儀出了問題，***會發生非常嚴重的飛行事故，例如，原定飛往夏威夷，結果越飛越冷，低頭一看，怎么飛到阿拉斯加了。飛機制造廠家在經過反復排查發現，如果空氣中有比較多的塵埃粒子，尤其是非常細小的PM2.5，***會對產品的合格率造成極大影響。于是，美國人開始考慮空氣過濾裝置，看看能不能把送進陀螺儀生產車間空氣里的PM2.5，全都過濾掉。因為常規的空氣過濾材料，例如尼龍網、棉紗布這種傳統過濾的材料，對PM2.5幾乎沒有任何效果。這使得航空儀表界很犯難，因為也許一粒非常微小的PM2.5，混在陀螺儀上，或者落在航空儀表的電路板上，***會引起儀表崩潰失靈。所以，尋找和制造更合適的空氣過濾材料，成為美國航空制造界***需要解決的技術難題之一1942年，美國科學家langmuir創立了HEPA過濾理論，通過對粒子擴散規律的分析，提出一個***難過濾的粒徑點——0.3微米。HEPA，即 High（高）efficiency（效率）Particulate（顆粒）airfilt（空氣過濾裝置）的英文首字母簡寫。 這個理論的提出，劃亮了空氣凈化機的天空，讓裹足不前的研究者們，找到了指路明燈，而這個理論也成為空氣凈化技術******，經久不衰的經典理論，從七十年前沿用至今，幾乎無人能夠挑戰。******，用超細的玻璃纖維或者化學纖維，大概細到0.2微米左右的纖維，用類似做紙或者棉花糖的方式，做成一塊無紡布濾膜，這種材料的強度非常好，不容易破損，比衛生紙強。這種濾膜，一個平方厘米上，可能***有幾萬根甚至幾十萬根絲線，縱橫交錯，這樣給PM2.5從纖維叢中穿越，帶來極大的困難，但是空氣可以往來自如。那么也***給截附和過濾PM2.5，帶來極大的便利。******，由于范德華力的存在，PM2.5在碰到纖維的時候，***會被牢牢粘住纖維上，不會逃走，順便也因為范德華力，直接站在纖維上的PM2.5，還會把周圍走過路過的PM2.5也粘上，我們管這個叫做灰塵搭橋。langmuir還通過計算各種粒子的運動軌跡特性發現，0.3微米的粒子，是所有粒子中，***調皮的粒徑。比0.3微米小的，或者比0.3微米大的粒子，反而都相對老實，這一點大大出乎科學家們的預料。同時，這個特性的發現，也給測定空氣過濾材料的過濾效率，尤其是HEPA膜，帶來了極大的方便。因為只需測0.3微米單個粒徑***可以了，只要一塊過濾膜，在0.3微米的粒子過濾上，表現******，那么***意味著，比0.3大或者小的粒子，都已經被很好的截附和過濾掉了。于是，美國人利用這種理論，開始大量制造HEPA過濾裝置，他們用大風機+濾膜，鼓搗出一個叫做風機過濾單元的家伙，也***是現在我們熟知的FFU，（這也是一切空氣凈化機的開山鼻祖）航空制造業，首先使用FFU，于上世紀40年代初首先建成空氣潔凈室，在這個特殊的房間里，空氣都經過HEPA裝置過濾送進來，然后把房間實驗人員和實驗過程的廢氣，排出去，這樣一來，房間的pm2.5,***非常少，******航空儀表的精密度和******度，同時室內人員也可以正常呼吸。隨后，美國軍方在研發原子彈的曼哈頓計劃進行期間，要進行大量核材料的實驗，他們發現常常會有核輻射粒子會隨著空氣，從核材料反應實驗室，飄散出來。這會讓許多沒有防護措施的科學家，曝露在核輻射的陰影下。話說回來，如果單純是想阻擋核輻射粒子，很容易，窗子上焊一塊鐵板密不透風即可，但里面的科學家還是要呼吸，他們也不可能24小時帶著氧氣瓶。但要做到既能阻擋核輻射粒子，又保持實驗室的通風透氣，可真是讓人犯難的事情。這時航空工業的新成果，HEPA過濾裝置和潔凈室的及時出現，也解決了曼哈頓計劃的大問題。美國軍方，也大量采用HEPA過濾器，既能夠******實驗室的空氣永遠是***新鮮的氧氣，同時也把實驗室產生的輻射粒子，大量的通過hepa過濾器過濾，并留在濾材上，既不會吹到外面去，禍害普通人，也不會反飄出來，再度影響室內的科學家。從此之后，從HEPA理論，衍生出來的HEPA過濾器以及FFU，成為這個世界上對付PM2.5，***有效的武器。50年代，朝鮮戰爭期間，美國在與英勇的中國人民志愿軍對抗過程中，開始嘗試使用大量電子產品，如雷達，步話機等等。但這些產品在使用期間的失效率很高，雷達失效率84%，其他電子設備失效率65-70%，共計十六萬套電子設備，需要更換一百萬個零部件。停戰后，美國人開始總結經驗，發現電子產品失效的主要原因，還是生產過程中的車間顆粒物問題。于是，在上世紀60年代開始，美國人在電子工業里，也開始大量使用HEPA過濾裝置和潔凈室，這也使得電子產品的優良率迅速提升到95%左右，這也大大推動了電子工業本身的進展。同時，醫藥工業，在大量使用潔凈室和HEPA過濾裝置，以隔絕微小細菌的侵入，******藥物不會被感染。醫院手術室和ICU病房也開始大量使用，進一步減少危重病人的感染幾率。從此之后，HEPA過濾裝置(FFU)和潔凈室技術，在電子、醫藥、精密儀器等生產領域大行其道，讓這些行業產品，精密度進一步提升，優良率和產品******性也進一步提升。而HEPA過濾裝置和潔凈室，也成為第三次工業浪潮能夠加速啟動的重要推手。不夸張的說，如果沒有HEPA過濾裝置，諸位可能***沒有辦法在蘋果手機上看到這篇文章。因為現在的蘋果手機生產車間，***是按照超高標準的潔凈室技術，所有的生產裝配環節，都處在HEPA過濾和FFU的監控之下，室內的PM2.5濃度，可能只有零點零零幾微克，污染濃度少的驚人。而對室內PM2.5濃度控制的如此精密，其實在上世紀五十年代，HEPA過濾專家們***已經熟練掌握。******，hepa是上世紀40年代的技術，已經在核試驗中，證明了其過濾有效性和安全性，同時通過70年的大規模實踐，也證明其是目前世界上效果******，性能***穩定的過濾裝置和技術。******，使用hepa將室內的PM2.5濃度控制在1微克以下，甚至零點零零幾微克，也早在五十年代成為熟練技術。所以，HEPA空氣凈化機對付PM2.5，是有效的，到現在也已經是非常熟練的技術。進入80-90年代，歐美國家的電子工業大量向亞洲，尤其是向中國的轉移和集中，HEPA過濾裝置生產線和潔凈室技術廠家和企業，也隨之向中國轉移和集中。中國也從九十年代開始，逐步成為全球HEPA過濾等空氣過濾和凈化裝置的供應大國，全球有六成以上的科技產業用過濾裝置，九成以上的民用空氣凈化裝置，出自中國，尤其出自珠三角區域。生產線轉移到中國，代表空氣凈化和過濾產品的成本也大幅下降，這也讓歐美普通人家，能夠開始使用上原本只能在實驗室和高精密儀器工廠才能使用的空氣凈化裝置。家用空氣凈化機，也從巨大笨重的FFU產品，衍生出來，變成塑料外殼的便攜產品。也***在1994年，在對六個城市的長達二十年的跟蹤調研后，哈佛大學發表了流行病學界******的《六城市研究》，這個研究******次向人類揭示了PM2.5的有害性。不過，歐美人當時使用民用空氣凈化機，可不是為了過濾灰霾，而是為了過濾花粉。因為歐美國家在九十年代時候的空氣，已經趨于好轉，灰霾已經不嚴重，整體環境質量也越來越好，家居環境周圍的植被也十分茂密，不過因為基因的關系，許多歐美白人，有著頑固的花粉過敏癥狀和其他空氣過敏癥狀。******大幅下降走入民用市場的空氣凈化機，成為許多過敏人群的福音。HEPA理論雖然是美國科學家的研發，大量生產線也是歐美外移進來。但是，中國人自己掌握這個技術，自主研發的歷史也不晚，能力也不弱。早在上世紀五十年代，中國建筑科學研究院成立了暖通凈化研究大組，這是我國******個專業從事室內空氣凈化和PM2.5過濾的專業研究團隊。因為這個團隊的不懈公關，1965年，安徽蚌埠濾材廠生產出******款我國獨立自主研發的HEPA過濾器，甚至比日本的******款同類產品，還要早好幾個月。同時，在1973年，我國也成功研制了******款PM2.5粒子計數器。不過，當時這些技術只能用在少數******醫院、實驗室和軍工航天級的產品生產車間，HEPA過濾產品和研發團隊，在我國一直處于偏科冷門狀態，因為使用的不多。直到九十年代后，隨著電子工業在我國珠三角和長三角蓬勃發展，相關技術的研發和產品產量，才獲得提升。目前，珠三角地區是全球空氣過濾器產量******的地區，全球九成的HEPA過濾器，都是從珠三角的工廠里出產。******也無比廉價，一塊1平方米左右的濾膜，出廠價只有兩百塊，比賣白菜還便宜。不過，這些信息，一直隱沒在默默無聞的空氣凈化技術界內部，無人知曉。
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