科学家研制电穿孔空气消毒系统:局部电场会破坏病原体的外部结构,使其失去活性

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6 空气消毒研究进展(姚楚水)

6  空气消毒研究进展(姚楚水)
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–初效过滤器主要用于过滤空气中5µm以上的悬浮 微粒,过滤效率20-80%;中效过滤器用于过滤空 气中1µm以上的悬浮微粒,过滤效率20-99%;亚 高效和高效过滤器用于过滤空气中0.5µm以上的 悬浮微粒,亚高效过滤器的过滤效率95一99.9%, 高效过滤器的过滤效率达到99.97%以上。
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• 该方法能在有人场合进行动态连续的空气消毒。 如张超杰等在空调箱回风管内安装40W紫外线灯 24支,消毒1. 5h自然菌清除率为65.7%。有人在集 电空调风道内安装40W紫外线灯420支,室内无人 时对体积为3780m3的房间,消毒1. 5h自然菌消亡 率为97.97%。
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• 为满足空气消毒器的需要,紫外线灯的性 能及性状也有较大的改进和发展,通过滤 除产生臭氧的光波,生产无臭氧紫外线灯 管。可根据需要生成出各种性状灯管。如 “H”型、圆形等。
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–激光用于空气消毒方法较新。上海卡沃 歇里电子科技有限公司引进了激光空气 消毒机,中央空调风道内激光空气消毒 器已经投产应用,效果很好,一次性通 过消毒系统的自然菌消亡率达95%以上。
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–优点:①能在有人场合进行动态连续的空气消 毒;②消毒效果好,能在空气快速通过情况下 杀灭空气中微生物,一次性通过消亡率达95% 以上;③无污染安全可靠;④风阻很小,空气 通过时基本无阻力;5简便易行能耗小。 –缺点:①方法较新,杀菌机理尚不完全清楚。 ②造价昂贵,有碍广泛应用。
两段式静电吸附式中央空气净化 装置的核心部件是两段式静电吸 附装置(亦称高压静场)。两段 式静电吸附装置的第一段(1st stage)离子化区是由放电丝和负 极板组成,而第二段(2nd stage) 集尘区是由正极板和负极板相互 交叉排列组成的。在高压发生器 的作用下静电吸附装置的第一段 可产生5KV-8KV的直流高压电压, 5KV-8KV 第二段可产生4KV-6KV的直流电 压,因此静电吸附装置内部形成 很强的静电场。当HVAC系统中 气流通过静电吸附装置时,气流 中的颗粒物(包括微生物)被迫 带上正电荷后被吸附到负板上。 试验报到,静电吸附装置能够捕 捉直径为0.01µm以上的颗粒物。

七宝初中初三中考语文卷汇编之说明文补习班阅读闵行训练二----2011

七宝初中初三中考语文卷汇编之说明文补习班阅读闵行训练二----2011

2011年中考语文卷汇编之说明文阅读训练二 2022/1/29闵行七宝补习班七宝新王牌教案七宝新王牌教育小学初中高中练习题库班级姓名一、太阳风暴对地球影响有多大?林泉一些科学家预测2012年地球将遭遇强太阳风暴袭击,届时将给地球带来“多米诺骨牌式”的影响,其影响力将渗透到现代社会的方方面面。

人们不禁会问,这次太阳风暴是否真的会到来?它究竟会给人类带来什么影响?太阳风暴是指太阳在黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发活动。

它爆发时释放大量带电粒子所形成的高速粒子流,严重影响地球的空间环境,破坏臭氧层,干扰无线通信,对人体健康也有一定的危害。

空间天气和人类关系密切,太阳风暴可能对高度信息化的人类社会以灾难性打击。

首当其冲的受害者是人造卫星。

2000年7月14日,日本的“宇宙学和天体物理高新卫星”(ASCA)在太阳风暴中失去能源,姿态失控,几个月后便坠入了大气层。

在几个小时内,太阳风暴就能使人造卫星的寿命缩短大约两年。

因为带电粒子会侵蚀卫星的太阳能电池板,同时它还会在电路中引发错误的指令,或者造成放电等卫星故障。

此外,太阳风暴能量的注入会使得地球大气层膨胀,增加了低轨卫星的大气阻尼,让它们提早坠落。

接下来毁坏的是供电系统。

1989年3月13日,加拿大魁北克省有600万人在没有电力的情况下度过了9个小时,因为太阳风暴毁坏了电网中的变压器。

原来,随太阳风暴爆发时侵入的等离子体,会造成地球磁场的快速变化,变化的磁场在电网中诱导产生电流。

但是电网的设计无法应付这些直流电,于是最大的危险就会出现在电网中造价高昂且难于更换的变压器上。

不断上升的直流电会产生强磁场,它会使得不堪重负的变压器磁核饱和,其结果就是变压器的铜线升温熔化。

闵行七宝补习班七宝新王牌教案七宝新王牌教育小学初中高中练习题库太阳风暴还会影响GPS的无线电信号。

它不仅会干扰传播信号的电离层,还会产生额外的噪音信号。

在2003年万圣节的太阳风暴中,除了民航客机的导航系统受到影响,太阳风暴中的高能粒子还干扰了飞机的无线电通讯。

云南2023年九年级下册物理无纸试卷

云南2023年九年级下册物理无纸试卷

选择题下列有关信息、材料、能源的说法中正确的是()A.电视机的遥控器利用紫外线进行遥控B.太阳能、风能是可再生能源C.LED灯中的发光二极管由超导材料制成D.核电站利用的是核聚变释放的能量【答案】B【解析】A.电视机的遥控器利用的是红外线进行遥控,故A错误;B.太阳能、风能、潮汐能等属于自然界可以循环再生,是取之不尽,用之不竭的能源,是可再生能源,故B正确;C.LED灯中的发光二极管是由半导体材料制成的,故C错误;D.核电站利用的是核裂变释放的能量,目前人类掌握的核聚变为氢弹,未实现民用,故D错误。

故选B。

选择题生活处处皆物理,下列现象中解释正确的是()A.把蔬菜用保鲜膜包好是为了加快蒸发B.冰箱里的白霜是凝固现象C.蒸馒头是利用热传递的方式使馒头的内能增加D.用久的白炽灯灯丝变细是因为发生了汽化现象【答案】C【解析】A.把蔬菜用保鲜膜包好减小了蔬菜表面空气流速,从而减缓了蒸发,故A错误;B.冰箱里的白霜是水蒸气直接变为固态小冰晶,为凝华现象,故B 错误;C.蒸馒头时,通过加热的方式使馒头的温度升高,属于热传的方式增大馒头的内能,故C正确;D.白炽灯的灯丝变细,部分灯丝直接由固态变为气态,属于升华现象,故D错误。

故选C。

选择题用如图所示的装置,先后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液体比热容的大小,多次实验表明:要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长。

关于该实验以下叙述错误的是()A.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了使水和煤油受热均匀B.温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底和侧壁C.水比煤油的比热容大D.若它们吸收相同热量,水的末温更高【答案】D【解析】A.加热时使用玻璃棒不断搅拌,可以使液体内部上下充分混合,受热更加均匀,故A正确,不符合题意;B.加热过程中,杯底与烛焰接触温度较高,温度计液泡碰到杯底会导致示数偏大,杯壁与空气接触,温度较低,碰到杯壁会导致示数偏小,则不能碰到烧杯底和侧壁,故B正确,不符合题意;C.要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,由于相同热源加热时间越长表示吸收热量越多,且水和煤油质量相同,则由可知,水的比热容更大,故C正确,不符合题意;D.要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,加热时间越长吸收热量越多,则水吸收热量更多,由此可知,若吸收相同热量,水升高的温度更少,由于初温相同,则水的末温更低,故D错误,符合题意。

(好题)高中物理选修二第四章《电磁震荡与电磁波》测试卷(答案解析)(2)

(好题)高中物理选修二第四章《电磁震荡与电磁波》测试卷(答案解析)(2)

一、选择题1.(0分)[ID:129184]为了消杀新冠病毒,防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。

这种灯装有红外线感应开关,人来灯灭,人走灯亮,为人民的健康保驾护航。

下列说法错误的是()A.红外线的衍射能力比紫外线的强B.紫外线能消杀病毒是因为紫外线具有较高的能量C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大D.红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断2.(0分)[ID:129169]调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号,如果要接收到这个电台的信号,应该采取的措施是()A.增大调谐电路中线圈的匝数B.加大电源电压C.增加调谐电路中的电容D.将线圈中的铁芯抽出3.(0分)[ID:129165]以下关于电场和磁场的理解正确的是()A.一定条件下,两种场可以互相激发产生B.试探电荷在电场中,电流元(一小段通电导线)在磁场中,一定都受到相应的场力C.静电场、涡旋电场、恒定磁场和变化磁场都可以定义势和势能的概念D.场和场线都是人们为了研究问题方便引入的理想物理模型,并非客观存在4.(0分)[ID:129158]LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,则()A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若电容器正在放电,则电容器上极板带正电C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大D.若在电容器板间插入电介质,则振荡频率会增大5.(0分)[ID:129142]有一个LC接收电路,原来接收较低频率的电磁波,现在要想接收较高频率的电磁波,下列调节正确的是()A.增加电源电压B.使用调频的调制方式C.把可动电容器的动片适当旋出一些D.在线圈中插入铁芯6.(0分)[ID:129141]用如图甲所示的振荡电路发射无线电波,高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示,人对着话筒说话产生的低频振荡如图丙所示,根据乙、丙两个图像,发射出去的调幅电磁波图像应是()A.B.C.D.7.(0分)[ID:129137]简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的()①调谐电路②调制电路③高频振荡电路④开放振荡电路A.①②③B.②③④C.①④D.①②④8.(0分)[ID:129123]新冠肺炎疫情突发,中华儿女风雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。

北京延庆县太平庄中学高中物理选修二第四章《电磁震荡与电磁波》检测题(包含答案解析)

北京延庆县太平庄中学高中物理选修二第四章《电磁震荡与电磁波》检测题(包含答案解析)

一、选择题1.(0分)[ID:129184]为了消杀新冠病毒,防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。

这种灯装有红外线感应开关,人来灯灭,人走灯亮,为人民的健康保驾护航。

下列说法错误的是()A.红外线的衍射能力比紫外线的强B.紫外线能消杀病毒是因为紫外线具有较高的能量C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大D.红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断2.(0分)[ID:129179]关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.把带电体和永磁体放在一起,可在其周围空间中产生电磁波B.手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的C.医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理D.车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线3.(0分)[ID:129169]调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号,如果要接收到这个电台的信号,应该采取的措施是()A.增大调谐电路中线圈的匝数B.加大电源电压C.增加调谐电路中的电容D.将线圈中的铁芯抽出4.(0分)[ID:129161]下列有关光学现象的说法正确的是()A.光从光密介质射入光疏介质,若入射角小于临界角,则一定发生全反射B.光从光密介质射入光疏介质,其频率不变,传播速度变小C.光可以作为载体来传递信息D.光在各种介质中的速度相同5.(0分)[ID:129156]关于电磁波下列说法正确的是()A.麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”,并证实了电磁波的存在B.医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒C.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关D.电磁波的传播需要介质,其在介质中的传播速度等于光速6.(0分)[ID:129148]如图所示,LC振荡电路的L不变,C可调,要使振荡的频率从700Hz 变为1400Hz,则可以采用的办法有()A.把电容增大到原来的4倍B.把电容增大到原来的2倍C.把电容减小到原来的12D.把电容减小到原来的147.(0分)[ID:129124]如图所示,是某 LC振荡电路中电流随时间变化的关系曲线,如图乙所示,规定顺时针电流为正电流,则()A.在t1时刻,a 板带正电,电荷量最大B.在t1~t2时间内,线圈内磁场方向向上,且强度减弱C.在t2时刻,电感线圈自感电动势最大,U c>U dD.在t1~t2时间内,电容器正在充电8.(0分)[ID:129118]下列说法正确的是()A.医学诊断时用“B超”仪器探测人体内脏,是利用超声波的多普勒效应B.图(a)中如果灯泡灯丝突然烧断,会引起原线圈电流突然增大C.图(b)中磁铁上下振动时,磁铁下端放一金属线圈,让磁铁振动时穿过它,它将对磁铁产生明显的阻尼D.图(c)中LC振荡电路中,如果磁场在增大,那么电容器在放电且电容器上极板带正电9.(0分)[ID:129102]LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示,若21π2t t LC-=,则()A.在t1时刻电容器正充电B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增强C.在t1时刻电路中电流正在减小D.在t2时刻自感线圈中磁场正在增强10.(0分)[ID:129098]医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的.使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如上图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中,两触点间的距离为3.0 mm ,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV ,磁感应强度的大小为0.040 T .则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为( )A .1.3 m/s ,a 正、b 负B .2.7 m/s ,a 正、b 负C .1.3 m/s ,a 负、b 正D .2.7 m/s ,a 负、b 正11.(0分)[ID :129093]小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验,其装置如图所示.在该实验中,磁铁固定在水平放置的电子测力计上,此时电子测力计的计数为G 1,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计.直铜条AB 的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,总阻值为R .若让铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v 在磁场中竖直向上运动,这时电子测力计的计数为G 2,铜条在磁场中的长度L .在直铜条AB 向上运动过程中说法正确的是( )A .直铜条AB 所受安培力方向向上B .直铜条AB 中感应电流方向为B→AC .G 1小于G 2D .感应强度的大小为B 12()1G G R L v12.(0分)[ID :129091]某种角速度计,其结构如图所示.当整个装置绕轴OO ′ 转动时,元件A 相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压,电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号.已知A 的质量为m ,弹簧的劲度系数为k 、自然长度为l ,电源的电动势为E 、内阻不计.滑动变阻器总长也为l ,电阻分布均匀,装置静止时滑片P 在变阻器的最左端B 端,当系统以角速度ω转动时,则( )A .电路中电流随角速度的增大而增大B .弹簧的伸长量为2ml x k m ωω=-C .输出电压U 与ω的函数式为2Em U k m ωω=- D .此装置能测量的角速度最大不超过2k m二、填空题13.(0分)[ID :129243](1)太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线,同时还有X 射线、γ射线、无线电波。

陕西汉中市高中物理选修二第四章《电磁振荡与电磁波》复习题

陕西汉中市高中物理选修二第四章《电磁振荡与电磁波》复习题

一、选择题1.为了消杀新冠病毒,防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。

这种灯装有红外线感应开关,人来灯灭,人走灯亮,为人民的健康保驾护航。

下列说法错误的是( ) A .红外线的衍射能力比紫外线的强B .紫外线能消杀病毒是因为紫外线具有较高的能量C .真空中红外线的传播速度比紫外线的大D .红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断2.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是( )A .麦克斯韦认为变化的电场产生变化的磁场B .红外线、可见光和紫外线是由原子的外层电子受激发产生的C .电磁波由真空进入介质传播时,波长变大D .电磁波按频率由高到低的正确排列顺序是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线,γ射线3.电视机的室外天线能把电信号接收下来,原因是( )A .天线处于变化的电磁场中,产生的电流输送给LC 回路B .天线只处于变化的电场中,产生的电流输送给LC 回路C .天线只是有选择地接收某电台信号,而其他电台信号不接收D .天线将电磁波传输到电视机内4.在LC 振荡电路中,电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是( )A .4πLCB .2LC πC .LCD .2LC π5.下列有关光学现象的说法正确的是( )A .光从光密介质射入光疏介质,若入射角小于临界角,则一定发生全反射B .光从光密介质射入光疏介质,其频率不变,传播速度变小C .光可以作为载体来传递信息D .光在各种介质中的速度相同6.LC 振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,则( )A .若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B .若电容器正在放电,则电容器上极板带正电C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大D.若在电容器板间插入电介质,则振荡频率会增大7.如图所示,电容器充电稳定后,将开关S由b扳到a并开始计时,在电流振荡了半个周期时,电路中()A.电容器C里的电场强度最强,电场强度方向向下B.线圈L周围磁场最强C.线圈中的磁感应强度为零D.磁场能开始向电场能转化8.如图所示,LC振荡电路的L不变,C可调,要使振荡的频率从700Hz变为1400Hz,则可以采用的办法有()A.把电容增大到原来的4倍B.把电容增大到原来的2倍C.把电容减小到原来的12D.把电容减小到原来的149.在LG回路产生电磁振荡的过程中,下列说法中错误的是()A.电容器放电完毕时刻,回路中电流最小B.回路中电流值最大时刻,回路中磁场能最大C.电容器极板上所带电荷量最多时,电场能最大D.回路中电流值最小时刻,电容器带电量最大10.简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的()①调谐电路②调制电路③高频振荡电路④开放振荡电路A.①②③B.②③④C.①④D.①②④11.LC回路在电磁振荡过程中向外辐射电磁波。

天津大学实验室安全考试题库

天津大学实验室安全考试题库
ABC
题目内容:
感染性材料洒溢处理的一般原则?
选择项:
A 戴手套和防护服
B 用布活纸巾覆盖
C 消毒,由外向中心,适当时间后处理
D 污染材料放置在废弃物处理容器中,并通知有关部门
答案:
ABCD
题目内容:
电学仪表的安全使用,包括以下哪几项?
选择项:
A 使用前先了解电器仪表要求使用的电源是交流电还是直流电;是三相电还是单相电以及电压的大小
B 冰箱、冰柜等附近
C 单独通风的实验室内
D
答案:
C
题目内容:
随手使用的手纸、饮料瓶等垃圾应该如何处理?
选择项:
A 扔桌子上
B 扔地上
C 交给老师
D 扔垃圾桶
答案:
D
题目内容:
实验室钥匙不得私自配置或给他人使用.钥匙的配发、管理由谁负责? ( )
选择项:
A 实验室主任
B 指导教师
C 学生
D
答案:
A
题目内容:
A 滴氯霉素眼药水
B 用大量清水冲洗眼睛
C 用干净手帕擦拭
D
答案:
B
多选——实验操作安全
题目内容:
进入BSL—2实验室应该如何做好个人防护?
选择项:
A 应穿工作服,外加防护服
B 戴口罩、帽子,戴一次性手套,不得清洗后再次使用
C 微生物操作在生物安全柜外面时应该有防护目镜、面罩、个体呼吸保护用品等
D
答案:
D 消毒液后的废弃物方可转人医疗废物专用垃圾袋中进行高压灭菌等处理
答案:
B
题目内容:
欲除去氯气时,以下哪一种物质作为吸收剂最为有效?
选择项:
A 氯化钙

高考复习:补写句子练习

高考复习:补写句子练习

高考复习:补写句子练习1.在下面一段文字横线处补写恰当的语句,使整段文字语意完整连贯,内容贴切,逻辑严密,每处不超过12个字。

①_____________。

一方面,细菌是许多疾病的病原体,包括肺结核、淋病、鼠疫等疾病都是由细菌所引发。

另一方面,②_____________,例如乳酪及酸奶和酒酿的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等。

随着科技不断发展,我们还可以利用细菌发电。

1984年,美国科学家设计出一种太空飞船使用的细菌电池,其电极的活性物质是宇航员的尿液和活细菌。

不过,③_____________。

到了20世纪80年代末,细菌发电才有了重大突破,英国化学家让细菌在电池组里分解分子,以释放电子向阳极运动产生电能。

据计算,这种细菌电池效率可达40%,远远高于现有电池的效率。

【答案】①细菌对人类活动有很大影响。

②人类也时常利用细菌③那时细菌电池放电效率较低【解析】第一处,根据下文“细菌是许多疾病的病原体,包括肺结核、淋病、鼠疫等疾病都是由细菌所引发”可知,说的是细菌对人类的影响,可补写“细菌对人类活动有很大影响”;第二处,根据下文“乳酪及酸奶和酒酿的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等”“我们还可以利用细菌发电”“美国科学家设计出一种太空飞船使用的细菌电池”可知,说的是人类对细菌的利用,可补写“人类也时常利用细菌”;第三处,根据下文“到了20世纪80年代末,细菌发电才有了重大突破”“这种细菌电池效率可达40%,远远高于现有电池的效率”可知,当时细菌放电效率低,可补写“那时细菌电池放电效率较低”。

2.在下面一段文字横线处补写恰当的语句,使整段文字语意完整连贯,内容贴切,逻辑严密,每处不超过15个字。

新型冠状病毒具有极强的传染性,主要通过空气中的飞沫传播,我们可以通过佩戴口罩来预防,不过____,口罩有多种类型,在佩戴时一定要正确选择,同时要掌握正确的佩戴方法。

医用口罩是比较常见的一种类型,它结合了医用外科口罩和颗粒物防护口罩的优点,可以过滤掉空气中的各种颗粒物,同时也可阻断飞沫和血液等分泌物,____。

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科学家研制电穿孔空气消毒系统:局部电场会破坏病原体的外
部结构,使其失去活性
现在的交通如此之发达,流行病不仅会对本地造成影响,甚至还会演变为全球流行病,给全球的政治和经济带来各种各样的改变。

有一些空气传播病原体会成为严重的流行病并威胁公众健康,包括会导致人患上肺炎、哮喘和流感的病原体。

当一个人感染病原体时,该人会向空气中释放微米大小的气溶胶,其中含有有害细菌和/或病毒。

释放病原体通常是不可避免的,因为呼吸、咳嗽和打喷嚏等日常活动会促进病原体释放到空气中。

小直径(通常小于1 微米)的气溶胶部分可以传播数公里,因此它们可以对许多人构成威胁,尤其是在室内和封闭空间中。

让我们面对现实,病原体是日常生活的一部分,只要人类存在,病原体就会继续存在。

防止其传播的最有效方法之一是通过空气中的微生物灭活。

然而,常用的高效微粒空气 (HEPA) 过滤器不会使微生物失活。

HEPA 过滤器在过滤病原体方面非常出色。

但是,如果这些过滤器中出现压降,则会阻止微生物失活。

未灭活的微生物会导致过滤器出现问题,需要更频繁地更换。

操作员不仅会接触到病原体,而且病原体还会被释放回空气中——使过滤器已经完成的工作无效。

为了解决这个问题,科学家和工程师研究构建空气过滤系统,该系统可以灭活微生物以防止病原体传播。

最近的一项发明称为电穿孔空气消毒系统,以下是该系统的三大技术特色。

1、电穿孔
电穿孔是一种物理过程,它依靠强电场来破坏病原体的外部结构
——例如细菌的细胞膜或病毒的衣壳。

这些机制已经通过垂直堆叠在平面电极上的无机纳米线有效实现,产生高度局部化的电场。

然后可以使用这种高度局部化的电场来灭活微生物。

电穿孔驱动的消毒已被证实可用于水基系统中的病原体消毒。

然而,直到最近出现新的研究,空气消毒系统还没有这样的发展,因为空气通风系统中更快的流速带来了挑战。

2、摩擦纳米发电机 (TENG)
有许多不同的纳米发电机可以从不同的能源中产生电能。

这些设备是能量收集设备,通常用于为无法通过市电充电的小型组件和设备供电。

摩擦纳米发电机通常被称为TENG,是最广为人知的纳米发电机之一。

TENG 的工作原理是通过接触带电和静电荷感应操作机制利用动能将周围环境的机械能转化为电能。

在接触带电机制中,TENG 中使用的材料在外部刺激下通过摩擦力带电。

其次,静电荷感应将这些电荷分布在整个材料上。

TENG 是具有高电压输出的轻型、低成本和自供电设备。

它们引起了人们对空气消毒系统的极大兴趣,并且TENG 也已用于水基消毒系统。

围绕空气流速以及TENG 是否适合为这些消毒系统供电的问题导致了一个研究小组最近进行了调查。

3、由 TENG 驱动的电穿孔空气消毒系统
来自韩国和中国的研究团队建立了一个自供电空气消毒系统,该系统使用电穿孔机制来灭活空气中的微生物。

该系统由振动驱动的TENG (V-TENG) 提供动力。

将此类消毒方法引入空气过滤系统的挑战之一是需要外部电源。

然而,由于TENG 将空气的机械振动转化为电能,研究人员设法克服了这一问题。

通过使用铜纳米线,电穿孔消毒机制成为可能,局部电场会破坏病原体的外部结构,使其失去活性。

系统设计辅助的电穿孔消毒机制加速了微生物的充电和捕获。

图 1:用于空气传播微生物的共振-振动驱动 (RV) 消毒系统的工作原理。

由于设计合理,空气消毒系统促进了微生物的运输,在0.025s内实现了99.99%以上的微生物灭活。

微生物传输以2 m/s 的快速(即更具挑战性)的气流速率进行,并且仍然显示出这种微生物消毒性能。

此外,只有极小的压降。

该系统不仅克服了其他纳米线辅助电穿孔机制的速度限制,而且还表明有可能在商业通风系统中使用这种类型的消毒方法——这在之前一直存在争议和质疑。

随着病原体继续在世界范围内引起流行病,在不久的将来,很可能需要从纯粹的物理分离消毒机制转变为可以分离病原体并使其不活动的系统,因此它们不会构成进一步的风险。

这些系统在商业上是否比长期存在的空气过滤系统可行还有待观察。

其中很多最终取决于成本或消灭病原体的需要是否是可能在其通风系统中使用此类过滤器的公司、机构和政府的驱动因素。

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