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高效过滤器微米级和纳米级颗粒的工作原理及发展
来源://guyblaise.com/  发布时间:2018-03-17 11:12:38  点击数:686
喜欢郊游的人都有这样的感受:生活在城里,空气污染厉害,像罩着一层薄雾;而一出城,无论到广袤的田野,还是青山绿水之间,顿时会让人感到空气清新,心旷神怡。这些现象表明,自然空气中存在着大量的微小颗粒,城市和乡村的感受不同,只不过是空气中的含尘浓度不同而已。
为了降低空气中的含尘浓度,科学工作者想出了一个好方法,那就是对空气进行逐级过滤。有点类似于用多个孔径不同的筛子逐级对沙子进行筛选那样。当然空气过滤的机理要比筛沙子复杂得多。实验结果表明,<300 nm 的颗粒主要靠布朗运动俘获,而>300 nm的颗粒则主要靠惯性运动被俘获。于是就采用不同滤料,研制出了专门用于空气过滤的初效、中效、中高效、高效和超高效过滤器产品。通过这些产品的过滤,可以将空气中大于10μm、1.0μm、0.5μm、300 nm、100 nm甚至更小的颗粒从空气中过滤掉。
利用这一原理建构成的,当然还需配备空调及其他设施的,对外界保持一定压差的密闭环境,我们称之为无菌间、洁净间、超净间等等。在这些特殊的工作室内,空气中的含尘量是非常少,非常少的,可以达到将所有细菌,甚至更小颗粒均拒之门外的程度。
通过以上两个概念的陈述,现在可以切入主题了。那就是如此小的微米级和纳米级的颗粒到底是如何被检测到的?在黑暗中的小木屋里面,有一缕阳光通过墙上的小孔斜向射了进来,顿时漆黑中出现了一条细细的光柱。当你睁大眼睛靠近这光柱时会发现有无数细小的光点充满其中,上下翻滚,这些就是空气中的微粒或灰尘,能看到的还属于大颗粒,更多细小的我们无法看到。科学家们就是利用这一特征进行实验、研究,发明了精度很高的激光尘埃粒子计数器。它不但能够测出粒径的范围,还能定量地测出单位体积内粒子的数量。你看这一发明有多巧妙!在这里对照图1简单介绍一下它的工作原理。
高效过滤器微米级和纳米级颗粒的工作原理及发展
从图 1 中可以看出,在真空泵的作用下,所取得的空气样本进入敏感装置,但应该是严格地按直线进入,并通过防止激光头受污染的同轴套。空气中的粒子便对激光照射的光束产生反射,这散射光通过光学系统而被聚焦于光电管上,在光电管的输出端便形成了脉冲,脉冲的幅度正比于粒径。脉冲的数量相当于进入计数器的粒子数。这样我们就可以通过测量而得到看不见、摸不着的微米级和纳米级粒子的数量和粒径的第一手资料了。
有几点在这里值得一提:
(1)纳米技术(包括纳米结构技术,纳米材料技术,纳米测量技术等)属于新兴的科技前沿技术,前景十分宽广,有很多国家都想争夺这领域的制高点,尤其是美国和日本等发达国家,在这一领域明显领先于其他国家。
(2)作为发展中国家,我们中国在纳米技术的研发方面也投入了很多精力,并努力赶超发达国家。据报道,在测量粒径方面,美国达到了3 nm,日本达到了l nm,而中国也已经达到了7 nm。虽有差距但已不远了。
(3)新的国家发展计划已将高科技的纳米研发基地确定在苏州工业园区,这对苏州来说,是荣幸,更是责任!
(4)通过努力,由苏净公司发起的联合中科院苏州纳米所等单位参与的中国纳米技术委员会苏州分会的组建工作正在申请和逐级审批的进程之中,目前已得到了上级主管部门的肯定和认可,这是我们服务于纳米技术领域人的一件大事。
(5)世界范围内纳米技术的研究正不断升温,因为新的发现、新的发明正不断改变着我们的生活,而纳米级的检测手段和测量装置还处于初级阶段,还有待于发展和提高。欢迎有志于该领域的人们,尤其是青年朋友加入到这一行列,为改善现状开拓未来,出一把力,发一分光。
原文来源://guyblaise.com/
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