近日，清華天津高端院先進制造聯合研發中心主任張曉昊博士團隊研發的一款創新型“微粒徑負氧離子除菌液”，通過純物理過程釋放高濃度的負氧離子的同時，還能快速高效地殺菌消毒。2021年12月底，經檢測，該除菌液對新冠病毒的滅殺率達到99.99%，對多種常見病菌的滅殺率高達99.999%，可有效建立起“防疫墻”，守護疫情下人們的呼吸健康。
純物理過程產生負氧離子
負氧離子也被稱為“長壽素”“空氣維他氧”，在自然界中，森林、瀑布等地方負氧離子濃度比較高。此次研發的“微粒徑負氧離子除菌液”是在已有的“微粒徑負氧離子生成技術”基礎上，提升了針對細菌和病毒的殺滅效率。
“‘微粒徑負氧離子生成劑’原料提取于天然電氣石（又稱碧璽）。電氣石具有兩個重要特性，即熱釋電效應和壓電效應，基于以上兩種效應的存在，當溫度和壓力有波動時，即使是微小的波動，也能引起電氣石晶體之間較強的靜電電勢差。”張曉昊介紹，這個靜電電勢差足以使空氣發生電離，產生自由電子。
而空氣中的主要成分為氮氣（78.09%）和氧氣（20.95%），氮氣性質非常穩定，電子親和力遠低于氧氣，因而空氣電離產生自由電子的大部分被氧氣獲取，形成負氧離子。
“由于電氣石粉電離空氣產生自由電子是一個純物理過程，因此過程中電氣石納米顆粒本身并不產生任何消耗，只要顆粒不從表面脫落，就可以永久釋放負氧離子?！睆垥躁唤忉尅?/span>
當負氧離子濃度高于每立方厘米1200個時，就具有一定的殺滅細菌的能力。在此基礎上，研發團隊又復配了次氯酸以及銀離子抗菌成分，其中負氧離子可沉降灰塵和氣溶膠，從而阻斷細菌病毒的傳播路徑，而通過負氧離子、銀離子以及次氯酸的綜合作用達到快速高效殺菌的效果。
“微粒徑負氧離子除菌液”在快速除菌、長效抑菌的基礎上，生態級負氧離子還能有效進行空氣凈化，對人體健康產生積極作用：緩解疲勞、改善睡眠質量、促進血液循環、緩解呼吸道疾病，同時還能高效凈化甲醛、PM2.5、二手煙、異味、TVOC、細菌病毒等污染物。
提升生成劑的殺菌消毒能力
由于之前張曉昊團隊已有了比較成熟的“微粒徑負氧離子生成技術”，但是如何能在負氧離子殺菌的基礎上提升對常見細菌和新冠病毒的殺滅能力是科研團隊首先要解決的問題。
“可用于殺菌、殺毒的成分有很多，為此我們嘗試了多種配方，考慮到產品應具備安全、高效、殺菌特點的同時，還應該易于攜帶，可以應用在飛機高鐵等場合，因而產品應該具有不可燃、沒有明顯味道的特點，我們最終選擇了復配目前公認的安全高效且無刺鼻味道的次氯酸等消毒殺菌成分來實現快速殺菌的作用?！睆垥躁唤榻B，但次氯酸又易于揮發，殺菌效果快但短暫，所以復配了銀離子抗菌成分，復配的銀離子等成分可達到中長效抑菌的效果。
然而在“微粒徑負氧離子生成劑”基礎上復配新成分進行提升改造，并非1+1=2這么簡單。
“在添加了新的成分之后，我們發現破壞了原有生成劑的懸濁體系，導致溶液中納米顆粒容易出現團聚和沉降。”張曉昊說，這樣一方面影響產品效果，另一方面容易造成噴頭卡堵。
為了提升負氧離子液懸濁體系的穩定性，科研團隊進一步優化表面改性工藝，并結合超聲細胞粉碎技術，提高納米顆粒懸濁體系的穩定性，同時也提升了產品的保質期。
