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戴上自制“空气净化器” PM2.5指数从999降到3

时间:2017-12-07 00:04来源:网络整理 作者:采集侠 点击:
冬季雾霾来袭,很多家庭都会给家里购置空气净化器。近日,西安一博导实验室教孩子们自制空气净化器,效果如何,本期好奇心实验验证。 孩子们提出三种防霾设想 博导帮他们实现


   冬季雾霾来袭,很多家庭都会给家里购置空气净化器。近日,西安一博导实验室教孩子们自制空气净化器,效果如何,本期好奇心实验验证。
  孩子们提出三种防霾设想
  博导帮他们实现了一种
   近年来每逢冬季,雾霾就会席卷而来,如何才能有效防治雾霾?西安一博导实验室也将这一话题引入教学实验,让孩子们发挥想象解决这一问题。
   “孩子们提出了三种解决方案。”博导实验室负责人、西安交通大学教授、博士生导师李成新说,他们实验室旨在培养青少年儿童科学创造力与创新能力,平时会教孩子们做一些通识性实验,实验也会结合一些社会问题,从选题开始就让孩子参与其中。
   这次提出日常防治雾霾措施,由于传统防雾霾措施就是室内加装新风系统或空气净化器,出外戴防霾口罩。防雾霾口罩为了阻隔PM2.5,材料的密度都比较大透气性差。孩子们提出了三种方案,一是用水过滤的空气净化器,二是电吸附空气净化器,三是口罩和空气净化器结合的防雾霾神器,即便携式空气净化器。由于前两种实现起来比较困难,李成新决定帮孩子们实现第三种方案。
   “画图、结构等都由孩子们完成,我们只负责原理和技术方面的帮助。”李成新说,经过博导团队的研发,他们最终做出了一款产品。为了让孩子们明白其中原理及内部构造,他们制作了产品零部件,由老师带领孩子们亲手完成制作。
  学习原理装配接线
  2个多小时完成制作
   11月26日下午,27名青少年齐聚博导实验室,在老师的指导下制作便携式空气净化器,他们当中年龄最小的只有五岁。
   西安交通大学材料科学与工程博士孙良现任教于西安石油大学,在实验开始前,作为指导老师的他给孩子们上了一堂有关雾霾的科普课:从雾霾的成因到高倍显微镜下雾霾颗粒的形状,包括雾霾对身体的危害、防雾霾口罩和空气净化器的原理等知识。
   原理学习后,孩子们打开自己的材料包,在老师的指导下进行制作。材料包包括包装板、锂电池、控制模块、风扇、粗棉过滤网、活性炭布过滤网、HEPA过滤网、防雾霾口罩、空气输送管等零部件,线路连接、模块之间的组装都需要孩子们一步步完成。
   这款便携式空气净化器由三部分组成:收音机大小的空气净化器、防雾霾口罩、空气输送管道将两者连接。空气净化器上有可粘接绑带,可以直接绑在手臂上方便活动。使用时只需打开开关,空气净化器的风扇就会启动开始过滤空气,将外界空气过滤后送入口罩。
   “可以进风的口罩,感觉很舒服。”9岁的赵郎和戴上自己亲手制作的空气净化器,他说这款口罩不会觉得闷,呼吸很清新很顺畅,他准备戴上回家。
  >>实验检测
   这款便携式空气净化器效果到底如何呢?博导实验室和华商报记者对这款便携式空气净化器进行了现场实验。
  >>实验过程
   1. 前往室外,用霾表测试当日空气质量,显示PM2.5指数为10。
   2.在地上焚烧了几团含有胶质的废弃包装纸,将霾表靠近后,PM2.5指数开始攀升,短短数十秒钟就上升至500以上,最高达999。
   3.给霾表的入风口戴上便携式空气净化器的防雾霾口罩,打开开关,PM2.5指数开始下降,最低时下降至3。
  >>原理解析
  四层过滤网过滤 有效率达99.7%
   李成新介绍,这款“便携式空气净化器”其实就是空气净化器和防雾霾口罩的有机结合,主要由空气初级过滤单元、空气主动吸入单元、气体输送单元、空气次级过滤单元等四部分组成。空气初级过滤单元的过滤层主要由三层“HEPA滤网+活性炭+HEPA滤网”组成(HEPA:Highefficiencyparticulateair Filter,HEPA对于0.1微米和0.3微米的有效率达到99.7%)。利用风机将空气通过初级过滤单元吸入到内部,再通过内部的气体通道经过次级空气过滤单元,此单元又增加了活性炭和过滤棉,进一步降低粉尘含量,最后通过空气输送管道(医用级)将纯净气体送入面罩。
   李成新说,它的最大特点就是采用“主动送风式”的设计,保证鼻孔周围洁净空气的压力大于口罩外部空气压力,可有效防止外部空气通过鼻孔周边流入。而大家日常使用的雾霾口罩都是靠鼻孔吸气,在鼻孔周围产生负压,才能让外部空气通过滤布等进入,如果口罩和鼻子周边密封不严的情况下,雾霾颗粒就会从空隙处乘虚而入。
   “其实空气净化器最核心的技术就是过滤空气。”李成新说,这款便携式空气净化器和家用空气净化器原理相同,就是利用过滤材料对空气进行过滤,所以家庭购置空气净化器一定要看滤网的品质,是否符合国家标准,购买时可用霾表测试其过滤效果。空气净化器使用一段时间后就要考虑更换滤网,同样可用霾表检测,如果过滤效果下降,就要考虑更换滤网了。 华商报记者 赵瑞利 摄影 张杰  

(责任编辑:admin)
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